CuSn10P1合金鑄件中低熔點錫元素容易向晶間遷移,而且由于凝固收縮力使得低熔點液相通過凝固殼層向表面遷移。錫元素的晶間偏析和逆偏析,大大降低鑄件強度和塑性,限制其在低速重載條件下的應(yīng)用,如高鐵制動系統(tǒng)中的軸套。金屬半固態(tài)成形可以有效控制熔體凝固時固液界面形貌、界面推進速度、溫度場、成分場等條件,獲得近等軸狀初生相,同時還可達到抑制元素偏析的目的。論文借助半固態(tài)成形技術(shù)優(yōu)點,結(jié)合CuSn10P1合金熔體發(fā)生包晶反應(yīng)的特性,創(chuàng)造包晶反應(yīng)的熱力學(xué)和動力學(xué)條件,提高初生相中錫元素濃度;結(jié)合合金半固態(tài)漿料的特點,合理設(shè)計流變擠壓鑄造工藝,開發(fā)強度和塑性顯著提高的合金軸套。論文針對CuSn10P1合金在熔體約束通道內(nèi)的流動過程,采用ProCAST軟件對溫度場進行模擬,利用層流紊流轉(zhuǎn)變雷諾數(shù)對層流距離進行計算,結(jié)合模擬和計算結(jié)果,設(shè)計制造出約束熔體流動的縫隙式通道。采用該通道對熔體進行處理,揭示其流動過程中的組織演變機理。采用坩堝收集經(jīng)通道處理的熔體,實現(xiàn)熔體在包晶溫度時短時類等溫處理,揭示類等溫過程中錫元素遷移規(guī)律。設(shè)計制造間接流變擠壓鑄造模具,研究成形工藝和固溶處理對軸套組織和性能的影響規(guī)律... 

【文章來源】：昆明理工大學(xué)云南省

【文章頁數(shù)】：176 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

銅合金相圖：（a）Cu-Sn二元相圖；（b）Cu-Sn-P系銅角室溫截面圖[13]

第一章緒論5比，室溫抗拉強度和延伸率都得到很大提高，TZCC制備的Cu-Sn4.7合金板的抗拉強度和延伸率分別為262.67Mpa和52.57%，與冷模具連鑄板材相比，抗拉強度和延伸率分別提高了21.98%和65.47%。圖1.2CuSn4.7合金連鑄板材表面質(zhì)量：（a）刮傷；（b）錫熱析；（c）光滑[12]Fig.1.2Scratches(a)andTinsweat(b)andsmooth(c)ofCuSn4.7alloyplateonthesurfaceSongKX[37]等人研究了耐磨錫青銅Cu-10Sn-4Ni-3Pb合金在重力鑄造和擠壓鑄造下合金的顯微組織與偏析情況。重力鑄造合金鑄件密度低、性能差、顯微組織為樹枝晶且晶間偏析嚴重，見圖1.3所示。而在680MPa壓力下進行擠壓鑄造，合金熔體液相線降低，凝固時熔體過冷度增加，顯微組織得到明顯細化，且顯微組織里的樹枝晶基本消失，晶間偏析得到緩解，見圖1.4所示。ZhaiW[38]等人在Cu-70%Sn合金凝固過中施加一定功率的超聲處理可以阻礙液態(tài)合金發(fā)生體積過冷，促進初生ε相（Cu3Sn）快速形核，細化晶粒。超聲處理誘導(dǎo)初生ε相晶粒的細化極大縮短了L+ε→η的包晶反應(yīng)特征長度，促進甚至完成通常在常規(guī)凝固過程中只發(fā)生在有限范圍內(nèi)的包晶反應(yīng)，增加錫元素在固相內(nèi)的圖1.3重力鑄造掃描圖和能譜[39]Fig.1.3Microstructures(a,b)andEDSanalysis(c,d)ofas-cast圖1.4擠壓鑄造掃描圖和能譜[39]Fig.1.4Microstructures(a,b)andEDSanalysis(c,d)ofas-squeeze

第一章緒論5比，室溫抗拉強度和延伸率都得到很大提高，TZCC制備的Cu-Sn4.7合金板的抗拉強度和延伸率分別為262.67Mpa和52.57%，與冷模具連鑄板材相比，抗拉強度和延伸率分別提高了21.98%和65.47%。圖1.2CuSn4.7合金連鑄板材表面質(zhì)量：（a）刮傷；（b）錫熱析；（c）光滑[12]Fig.1.2Scratches(a)andTinsweat(b)andsmooth(c)ofCuSn4.7alloyplateonthesurfaceSongKX[37]等人研究了耐磨錫青銅Cu-10Sn-4Ni-3Pb合金在重力鑄造和擠壓鑄造下合金的顯微組織與偏析情況。重力鑄造合金鑄件密度低、性能差、顯微組織為樹枝晶且晶間偏析嚴重，見圖1.3所示。而在680MPa壓力下進行擠壓鑄造，合金熔體液相線降低，凝固時熔體過冷度增加，顯微組織得到明顯細化，且顯微組織里的樹枝晶基本消失，晶間偏析得到緩解，見圖1.4所示。ZhaiW[38]等人在Cu-70%Sn合金凝固過中施加一定功率的超聲處理可以阻礙液態(tài)合金發(fā)生體積過冷，促進初生ε相（Cu3Sn）快速形核，細化晶粒。超聲處理誘導(dǎo)初生ε相晶粒的細化極大縮短了L+ε→η的包晶反應(yīng)特征長度，促進甚至完成通常在常規(guī)凝固過程中只發(fā)生在有限范圍內(nèi)的包晶反應(yīng)，增加錫元素在固相內(nèi)的圖1.3重力鑄造掃描圖和能譜[39]Fig.1.3Microstructures(a,b)andEDSanalysis(c,d)ofas-cast圖1.4擠壓鑄造掃描圖和能譜[39]Fig.1.4Microstructures(a,b)andEDSanalysis(c,d)ofas-squeeze


本文編號：3232037