亞共晶鋁硅合金中初生鋁（α-Al）的細(xì)化和共晶硅（Si）的變質(zhì)是提高合金鑄造成形性和力學(xué)性能的重要手段。稀土（RE）被廣泛研究證明既可以作為細(xì)化劑使α-Al晶粒細(xì)化,又可作為變質(zhì)劑改善共晶Si的粗大片層狀形貌,RE具有的低成本優(yōu)勢(shì)也推動(dòng)其得到研究。然而,RE的細(xì)化作用容易受到添加量和鑄造工藝參數(shù)（靜置時(shí)間、冷卻速度等）的影響,其細(xì)化機(jī)理還沒有準(zhǔn)確的定論;此外,在較高冷速下,RE變質(zhì)共晶Si的微觀機(jī)制還缺乏系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)研究。同時(shí),關(guān)于RE對(duì)亞共晶鋁硅合金組織及性能影響的研究,主要在重力澆鑄工藝下,在壓鑄工藝這樣具有較高冷速凝固過程中,RE是否具有細(xì)化α-Al晶粒以及變質(zhì)共晶Si的作用,以及對(duì)合金力學(xué)性能的影響規(guī)律還有待進(jìn)一步的探索。針對(duì)上述問題,本文對(duì)稀土鈰（Ce）和鑭（La）在Al-7.0Si-0.3Mg（wt.%）合金（以下簡稱A17SiMg合金）中的細(xì)化和變質(zhì)行為進(jìn)行研究,并將其應(yīng)用到半固態(tài)壓鑄過程中以提高合金的力學(xué)性能。細(xì)化方面,研究熔體靜置時(shí)間和凝固中冷卻速度對(duì)Ce/La細(xì)化作用的影響規(guī)律,并分析α-Al晶粒形核及生長過程,提出Ce/La的細(xì)化機(jī)制;變質(zhì)方面,研究了 Ce/La添... 

【文章來源】：北京科技大學(xué)北京市211工程院校教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：141 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
致謝
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 亞共晶鋁硅合金及其凝固特性
    1.2 亞共晶鋁硅合金初生鋁細(xì)化研究現(xiàn)狀
        1.2.1 鋁鈦硼細(xì)化劑及其細(xì)化機(jī)理
        1.2.2 鋁稀土細(xì)化劑的細(xì)化作用
        1.2.3 鋁稀土細(xì)化劑細(xì)化機(jī)理探究
    1.3 亞共晶鋁硅合金共晶硅變質(zhì)研究現(xiàn)狀
        1.3.1 冷卻變質(zhì)共晶硅
        1.3.2 鍶變質(zhì)共晶硅
        1.3.3 稀土變質(zhì)共晶硅
    1.4 亞共晶鋁硅合金變質(zhì)機(jī)理研究現(xiàn)狀
        1.4.1 抑制共晶硅形核機(jī)制
        1.4.2 影響共晶硅生長機(jī)制
        1.4.3 原子尺度探究共晶硅變質(zhì)機(jī)理
    1.5 細(xì)化變質(zhì)在半固態(tài)成形工藝下的研究現(xiàn)狀
        1.5.1 半固態(tài)成形技術(shù)簡介
        1.5.2 半固態(tài)成形工藝下的初生鋁細(xì)化
        1.5.3 半固態(tài)成形工藝下的共晶硅變質(zhì)
        1.5.4 稀土在半固態(tài)工藝下的應(yīng)用現(xiàn)狀
    1.6 主要研究內(nèi)容與主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)
        1.6.1 主要研究內(nèi)容
        1.6.2 主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)
2 實(shí)驗(yàn)材料及研究方法
    2.1 實(shí)驗(yàn)原材料
    2.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備及材料制備
        2.2.1 合金熔煉和制備
        2.2.2 溫度采集系統(tǒng)
        2.2.3 半固態(tài)制漿及壓鑄設(shè)備
        2.2.4 熱處理工藝參數(shù)
    2.3 組織結(jié)構(gòu)表征
        2.3.1 微觀組織分析
        2.3.2 透射電鏡分析
    2.4 材料性能測(cè)試
3 Ce/La在A17SiMg合金中的細(xì)化作用及其凝固行為
    3.1 引言
    3.2 鋁稀土中間合金的組織分析
    3.3 靜置時(shí)間對(duì)Ce/La細(xì)化作用的影響規(guī)律
        3.3.1 晶粒細(xì)化標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試方法
        3.3.2 不同靜置時(shí)間下Ce/La對(duì)初生鋁的細(xì)化作用
        3.3.3 Ce/La與鋁鈦硼細(xì)化劑在不同靜置時(shí)間下的細(xì)化效果對(duì)比
    3.4 冷卻速度對(duì)Ce/La細(xì)化作用的影響規(guī)律
        3.4.1 合金冷卻曲線及冷卻速度計(jì)算
        3.4.2 混合稀土在不同冷速下對(duì)初生鋁的細(xì)化作用
        3.4.3 純稀土在不同冷速下對(duì)初生鋁的細(xì)化作用
    3.5 Ce/La對(duì)初生鋁的細(xì)化機(jī)理
        3.5.1 形核過程
        3.5.2 長大過程
    3.6 本章小結(jié)
4 Ce/La在A17SiMg合金中的變質(zhì)作用及其凝固行為
    4.1 引言
    4.2 冷卻速度對(duì)未變質(zhì)共晶硅組織影響
        4.2.1 冷卻曲線及特征點(diǎn)分析
        4.2.2 不同冷速下共晶硅尺寸和形貌變化
        4.2.3 不同冷速下共晶硅表面孿晶組織
    4.3 低冷速下Ce/La添加量對(duì)共晶硅的變質(zhì)作用
        4.3.1 冷卻曲線及特征點(diǎn)分析
        4.3.2 不同Ce/La添加量下共晶硅組織演變
        4.3.3 不同Ce/La添加量下稀土化合物組織
        4.3.4 低冷速下Ce/La的變質(zhì)機(jī)理
    4.4 冷卻速度對(duì)Ce/La變質(zhì)共晶硅組織影響
        4.4.1 冷卻曲線及特征點(diǎn)分析
        4.4.2 不同冷速下Ce/La變質(zhì)共晶硅的尺寸和形貌變化
        4.4.3 不同冷速下Ce/La變質(zhì)共晶硅表面孿晶組織
        4.4.4 不同冷速下共晶硅上溶質(zhì)元素分布
        4.4.5 高冷速下La原子在孿晶附近的分布規(guī)律
        4.4.6 不同冷速下富稀土化合物組織
        4.4.7 高冷速下Ce/La的變質(zhì)機(jī)理
    4.5 本章小結(jié)
5 半固態(tài)壓鑄工藝下La對(duì)A17SiMg合金組織及性能影響
    5.1 引言
    5.2 冷卻速度對(duì)La添加下A17SiMg合金組織及性能影響
        5.2.1 重力澆鑄工藝下合金組織及力學(xué)性能
        5.2.2 半固態(tài)壓鑄工藝下合金組織及力學(xué)性能
    5.3 半固態(tài)壓鑄工藝下A17SiMg+0.1La合金組織及力學(xué)性能
        5.3.1 半固態(tài)坯料組織
        5.3.2 鑄態(tài)組織及力學(xué)性能
        5.3.3 熱處理制度優(yōu)化
        5.3.4 熱處理后組織及力學(xué)性能
    5.4 本章小結(jié)
6 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
作者簡歷及在學(xué)研究成果
學(xué)位論文數(shù)據(jù)集


【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號(hào)：3633640