【摘要】：鑄造鋁合金具有良好的流動性,導(dǎo)熱加工性能好,鑄造周期短,化學(xué)穩(wěn)定性好以及比強(qiáng)度高等一系列的優(yōu)點,在制造業(yè)的各個領(lǐng)域都得到了非常廣泛的應(yīng)用。常用的鑄造零件如活塞、旋轉(zhuǎn)支架、軸承、缸體等由于其產(chǎn)生的振動大,噪聲嚴(yán)重等原因,不能完全滿足生產(chǎn)和生活的需求�，F(xiàn)有的工藝一般只能改善這些影響,并不能從根本上滿足人類對防噪減振的需求,因此如何提高材料的阻尼性能,從根本上起到防噪減振的效果,成為人們探究的課題。內(nèi)耗技術(shù)作為研究材料微觀機(jī)制,了解材料微觀特性的有效手段,對于我們研究材料的內(nèi)部結(jié)構(gòu),了解材料物理性能,以及如何改變材料組成使其擁有更好的、符合生產(chǎn)生活需求的性質(zhì)等方面具有重要的研究意義和實際價值。本文在超聲與未超聲條件下,分別將添加有Cu、Mg、Zn、Cr四種溶質(zhì)元素的鋁液進(jìn)行鑄造,利用多功能內(nèi)耗儀對四種不同的鋁合金進(jìn)行不同頻率的內(nèi)耗性能測試,并通過光學(xué)顯微鏡觀察晶粒尺寸的大小,運用掃描能譜分析晶體內(nèi)部元素含量,進(jìn)行必要的熱處理等工藝,研究不同合金內(nèi)部的微觀結(jié)構(gòu)、了解內(nèi)耗峰的特點、形成機(jī)制及其變化規(guī)律,探究內(nèi)耗峰在研究合金晶粒尺寸、內(nèi)部結(jié)構(gòu)、相變、雜質(zhì)等方面的作用。得出如下實驗結(jié)論:(1)不同的溶質(zhì)元素的添加能一定程度地改變鋁合金的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。通過對內(nèi)耗—溫度曲線顯示出的信息進(jìn)行分析,能夠在一定程度上了解合金材料的微觀機(jī)制,如晶界尺寸大小,沉淀相是否存在,雜質(zhì)元素是否存在以及其含量的多少等一系列微觀信息。(2)施加超聲振動與改變?nèi)苜|(zhì)元素含量都能在一定程度上改變合金晶粒的尺寸,從而對晶界內(nèi)耗峰產(chǎn)生影響,施加超聲比未施加超聲的合金晶粒尺寸更小,對應(yīng)的內(nèi)耗峰的峰溫與峰高會更低。改變?nèi)苜|(zhì)元素含量,當(dāng)其使晶粒尺寸減小時,對應(yīng)的晶界內(nèi)耗峰的峰高和峰溫降低,反之,峰值和峰溫均升高。若元素含量的添加達(dá)到形成沉淀時,則會產(chǎn)生新的沉淀型的相變內(nèi)耗峰。(3)四種不同的鋁合金中的內(nèi)耗峰的種類各不一樣,鋁銅合金中只存在晶界內(nèi)耗峰以一種類型,鋁鎂合金中存在晶界內(nèi)耗峰以及過飽和相變型內(nèi)耗峰兩種,鋁鋅合金中只存在一種由不連續(xù)沉淀引起的相變內(nèi)耗峰,鋁鉻合金中存在晶界內(nèi)耗峰以及Snoek內(nèi)耗峰兩種。(4)不同的內(nèi)耗峰的產(chǎn)生原理不一樣,鋁鎂合金中的相變內(nèi)耗峰則是過飽和相在回復(fù)溫度以上形成脫熔的中間相β'相而產(chǎn)生的,鋁鋅合金中的相變內(nèi)耗峰是不連續(xù)的沉淀在晶界偏析沉淀下來,并向晶界發(fā)展而產(chǎn)生的。鋁銅、鋁鎂、鋁鉻三種合金中的晶界內(nèi)耗峰都是加熱過程下強(qiáng)迫振動導(dǎo)致的晶界的滯粘性滑動引起的。鋁鉻合金中的Snoek內(nèi)耗峰是由于合金內(nèi)部非金屬元素(C、O)的增多而導(dǎo)致的點缺陷引起的。
[Abstract]:The cast aluminum alloy has a series of advantages such as good fluidity, good thermal conductivity, short casting period, good chemical stability and high specific strength. It has been widely used in various fields of manufacturing industry. The commonly used casting parts such as piston, rotary support, bearing, cylinder block and so on can not fully meet the needs of production and life because of its large vibration and serious noise. The existing technology can only improve these effects and can not satisfy the demand of human being for noise and vibration control fundamentally. So how to improve the damping property of materials and how to improve the effect of noise and vibration reduction has become a research topic. Internal friction technology is an effective means to study the microscopic mechanism of materials, to understand the microscopic properties of materials, to study the internal structure of materials, to understand the physical properties of materials, and to change the composition of materials to make them better. It is of great significance and practical value to meet the needs of production and life. In this paper, the aluminum liquid with four solute elements of Cu,Mg,Zn,Cr was cast under ultrasonic and non-ultrasonic conditions, and the internal friction properties of four different aluminum alloys were tested by multi-function internal friction instrument. The grain size was observed by optical microscope, element content in crystal was analyzed by scanning energy spectrum, heat treatment was carried out, the microstructure of different alloys was studied, and the characteristics of internal friction peak were understood. The mechanism of formation and its changing law are discussed, and the effect of internal friction peak on the grain size, internal structure, phase transformation and impurity of the alloy is studied. The experimental results are as follows: (1) the internal structure of aluminum alloy can be changed to some extent by adding different solute elements. By analyzing the information shown in the internal friction temperature curve, the microscopic mechanism of the alloy material, such as grain boundary size, the existence of precipitation phase or not, can be understood to a certain extent. The existence of impurity elements and the amount of impurity elements are a series of micro information. (2) applying ultrasonic vibration and changing the content of solute elements can change the grain size of the alloy to a certain extent, thus having an effect on the internal friction peak of grain boundary. The grain size of the alloy with ultrasonic is smaller than that without ultrasonic, and the peak temperature and peak height of the corresponding internal friction peak are lower. When the content of solute element is changed, the peak height and peak temperature of grain boundary internal friction peak decrease when the grain size is reduced, whereas the peak value and peak temperature increase. If the content of elements reaches to precipitate, there will be a new precipitation-type internal friction peak. (3) the types of internal friction peaks in four different aluminum alloys are different, and there is only one type of internal friction peak at grain boundary in Al-Cu alloy. There are two kinds of internal friction peaks at grain boundary and supersaturated phase transition in Al-Mg alloy, but there is only one internal friction peak caused by discontinuous precipitation in Al-Zn alloy. There are two kinds of internal friction peaks at grain boundaries and Snoek peaks in Al-Cr alloys. (4) the different internal friction peaks are produced by the formation of 尾 'phase in the demelted mesophase in the supersaturated phase when the recovery temperature is above the recovery temperature. The internal friction peak of phase transformation in Al-Zn alloy is formed by the precipitation of discontinuous precipitation at grain boundary and its development towards grain boundary. The internal friction peaks of grain boundary in Al-Cu, Al-Mg and Al-Cr alloys are all caused by hysteretic slip of grain boundary caused by forced vibration during heating. The internal friction peak of Snoek in Al-Cr alloy is caused by the point defect caused by the increase of non-metallic elements (Co) in the alloy.
【學(xué)位授予單位】：南昌航空大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TG292

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本文編號：2212207