發(fā)布時(shí)間：2020-06-21 17:52

【摘要】：ZL205A合金由于高強(qiáng)、高韌等優(yōu)良特性,已成為航空航天領(lǐng)域重要的結(jié)構(gòu)材料之一。超聲場(chǎng)處理金屬熔體是改善鑄件凝固組織,增強(qiáng)材料力學(xué)性能的有效方法。本文采用連續(xù)、脈沖超聲對(duì)鋁合金熔體進(jìn)行處理,研究不同連續(xù)、脈沖超聲功率對(duì)ZL205A合金微觀組織及顯微硬度的影響,分析連續(xù)與脈沖超聲下ZL205A合金熔體細(xì)化作用區(qū)域,探討細(xì)化作用機(jī)制,結(jié)果表明:1、在連續(xù)超聲施振條件下,隨著超聲功率的增加,ZL205A合金晶粒尺寸逐漸減小,0mm處組織晶粒尺寸在1500W時(shí)相對(duì)于未施加超聲降低56.7%左右,而顯微硬度呈波浪形態(tài),先出現(xiàn)輕微的下降,然后隨著功率提高顯微硬度開(kāi)始上升,達(dá)到頂點(diǎn)后又開(kāi)始下降;在相同功率條件下,隨著縱區(qū)深度的增加,ZL205A合金晶粒尺寸呈上升趨勢(shì),顯微硬度呈V形曲線即先減小后增大。2、在脈沖超聲施振條件下,隨著脈沖超聲功率的增加,ZL205A合金試樣晶粒尺寸逐漸變小,縱區(qū)深度0mm處脈沖超聲功率1800W時(shí)平均晶粒尺寸最小,可達(dá)120μm左右,而顯微硬度隨著功率增加基本呈現(xiàn)波浪形態(tài);在相同功率條件下,隨著縱區(qū)深度的增加,ZL205A合金晶粒尺寸逐漸增加,而ZL205A合金顯微硬度呈V形曲線,在縱深0mm、200mm處合金顯微硬度呈現(xiàn)最大值。3、在連續(xù)、脈沖超聲施振條件下,得到ZL205A合金晶粒尺寸-超聲功率-縱區(qū)深度在功率600W~1800W條件下的擬合圖形,顯微硬度H-超聲功率p-縱區(qū)深度在功率范圍內(nèi)的擬合圖形,并得出晶粒尺寸、顯微硬度的擬合公式。4、對(duì)于連續(xù)超聲實(shí)際有效細(xì)晶區(qū)域,在600W時(shí)各縱區(qū)深度晶粒雖有所細(xì)化但效果并不明顯。在900W下,有效作用范圍可達(dá)50mm;在1200W時(shí)細(xì)化有效范圍就能達(dá)到150mm。繼續(xù)提高連續(xù)超聲功率,細(xì)化效果有所提高。對(duì)于脈沖超聲實(shí)際有效細(xì)晶區(qū)域,在900W下,有效作用范圍可達(dá)50mm;在1500W時(shí)細(xì)化有效范圍能達(dá)到100mm。而在縱深100mm、150mm處,各功率下晶粒細(xì)化程度基本都不滿足有效區(qū)域判據(jù)。繼續(xù)提高超聲功率,細(xì)化程度提升并不明顯。在1500W時(shí)連續(xù)超聲細(xì)化效果高于脈沖超聲約15%。本文研究所得超聲場(chǎng)對(duì)鋁合金熔體細(xì)化、作用縱區(qū)的影響規(guī)律,可為超聲熔體細(xì)化鋁合金組織提供理論指導(dǎo),超聲有效區(qū)域?qū)槌曉O(shè)備研制、施振鑄件尺寸設(shè)計(jì)及不同部位受力設(shè)計(jì)提供參考。
【學(xué)位授予單位】：南昌航空大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：TG292
【圖文】：

材料及設(shè)備材料用重力鑄造，將金屬液澆注到覆膜砂鑄型中進(jìn)行施振。澆金，牌號(hào)為 ZALCu5MnCdVA，其成分表 2-1 所示。表 2-1 ZL205A 合金的主要化學(xué)成分（Wt.%）Cu Mn Ti Cd V Zr .6~5.3 0.3~0.5 0.15~0.35 0.15~0.25 0.05~0.3 0.05~0.2 A 為二系 Al-Cu 系合金，該金屬具備高強(qiáng)、高韌等特點(diǎn)，并性能和耐腐蝕等綜合性能，適用生產(chǎn)大型承重結(jié)構(gòu)件，并材代替鋼材和以鑄造代替鍛壓而獲得大量應(yīng)用。二元合金

試驗(yàn)所用其他材料見(jiàn)表 2-2。表 2-2 其他材料項(xiàng)目 材料名稱 生產(chǎn)廠家造型材料 覆膜砂 湖南省長(zhǎng)沙市南托造型材料有限公司精煉劑 六氯乙烷 天津市鼎盛鑫化工有限公司涂料 水玻璃+水+ZnO /隔熱墊 石棉墊 /2.1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備（1）超聲振動(dòng)裝置大功率超聲金屬熔體處理系統(tǒng)見(jiàn)下圖 2-2，主要由超聲波驅(qū)動(dòng)電源、換能器、變幅桿、工具頭、航插連接線組成。1）超聲波驅(qū)動(dòng)電源輸出功率：功率檔位 600W~2000W，連續(xù)可調(diào)；輸出頻率：19.8±0.5kHz；2）超聲振動(dòng)系統(tǒng)：壓電陶瓷換能器；40 鉻鋼三級(jí)變幅桿；鈦合金工具桿

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

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相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

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相關(guān)碩士學(xué)位論文 前7條

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本文編號(hào)：2724428