本文以鋁合金半固態(tài)加工過程中的凝固組織控制為目標(biāo),以自主研發(fā)的自孕育工藝對(duì)A356鋁合金鑄造組織的細(xì)化為切入點(diǎn),探討自孕育法各參數(shù)在鋁合金晶粒細(xì)化中的本質(zhì)作用及細(xì)化機(jī)理。結(jié)合半固態(tài)流變成形快速制備A356鋁合金半固態(tài)漿料,研究漿料組織的球化機(jī)理及水淬過程中剩余液相的凝固行為。而后將制漿與成形相結(jié)合,深入分析漿料不同屬性對(duì)A356鋁合金流變壓鑄組織、凝固行為及力學(xué)性能的影響。并通過控制不同冷卻條件,探究A356鋁合金半固態(tài)漿料在非平衡凝固及近平衡凝固條件下的凝固行為。研究結(jié)果系統(tǒng)的揭示了A356鋁合金半固態(tài)漿料的二次凝固過程,為工業(yè)實(shí)踐采用半固態(tài)成形技術(shù)獲得良好組織和精密零件提供理論和實(shí)驗(yàn)依據(jù)。對(duì)優(yōu)化半固態(tài)成形工藝設(shè)計(jì)、提高金屬半固態(tài)成形件力學(xué)性能具有一定的指導(dǎo)意義。主要結(jié)論如下:將自孕育劑加入熔體后澆注,或?qū)⑷垠w流經(jīng)導(dǎo)流器后澆注均能有效的細(xì)化A356鋁合金凝固組織。而將二者相結(jié)合的自孕育工藝對(duì)組織的細(xì)化效果更顯著,不僅能夠獲得細(xì)小的球狀或近球狀的初生α-Al組織,而且對(duì)共晶組織也有一定的細(xì)化效果,使共晶組織由層片狀轉(zhuǎn)變?yōu)閴K狀。這種細(xì)小的非枝晶組織有利于晶間液相的流動(dòng),因此獲得的組織更加... 

【文章頁(yè)數(shù)】：152 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 金屬半固態(tài)成形概述
        1.1.1 金屬半固態(tài)成形的概念
        1.1.2 半固態(tài)成形的優(yōu)點(diǎn)及初生相球化機(jī)制
    1.2 半固態(tài)成形的主流研究方向
    1.3 半固態(tài)成形的應(yīng)用
    1.4 半固態(tài)流變成形研究進(jìn)展
    1.5 半固態(tài)加工過程中的二次凝固及其研究現(xiàn)狀
    1.6 本課題研究意義及研究?jī)?nèi)容
        1.6.1 課題研究意義
        1.6.2 課題研究?jī)?nèi)容
第2章 A356鋁合金自孕育凝固過程及組織細(xì)化機(jī)理
    2.1 實(shí)驗(yàn)材料及方法
        2.1.1 實(shí)驗(yàn)材料
        2.1.2 實(shí)驗(yàn)方法
            2.1.2.1 實(shí)驗(yàn)前期準(zhǔn)備
            2.1.2.2 組織細(xì)化實(shí)驗(yàn)
            2.1.2.3 熔體處理溫度對(duì)自孕育鑄造組織的影響實(shí)驗(yàn)
            2.1.2.4 自孕育劑加入量對(duì)自孕育鑄造組織的影響實(shí)驗(yàn)
            2.1.2.5 導(dǎo)流器角度對(duì)自孕育鑄造組織的影響實(shí)驗(yàn)
            2.1.2.6 試樣制備與組織觀察
    2.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
        2.2.1 自孕育法對(duì)A356鋁合金凝固組織的細(xì)化
        2.2.2 熔體處理溫度對(duì)A356鋁合金自孕育金屬型澆注組織的影響
        2.2.3 自孕育劑加入量對(duì)A356鋁合金自孕育金屬型鑄造組織的影響
        2.2.4 導(dǎo)流器角度對(duì)A356鋁合金自孕育金屬型鑄造組織的影響
        2.2.5 傳統(tǒng)金屬型澆注與自孕育金屬型澆注共晶硅對(duì)比
    2.3 傳統(tǒng)金屬型澆注條件下樹枝晶組織的形成
    2.4 自孕育鑄造條件下A356鋁合金非枝晶組織的形成
        2.4.1 細(xì)化晶粒的途徑
        2.4.2 自孕育劑的作用
        2.4.3 導(dǎo)流器的作用
        2.4.4 自孕育鑄造對(duì)組織的細(xì)化
    2.5 自孕育工藝參數(shù)的交互本質(zhì)及參數(shù)優(yōu)化
    2.6 本章小結(jié)
第3章 A356鋁合金自孕育半固態(tài)漿料的球化演變及水淬二次凝固組織
    3.1 實(shí)驗(yàn)方法
        3.1.1 保溫工藝的設(shè)定
        3.1.2 保溫過程初生固相組織演變實(shí)驗(yàn)
        3.1.3 不同保溫參數(shù)對(duì)漿料水淬二次凝固組織的影響實(shí)驗(yàn)
        3.1.4 連續(xù)冷卻過程中初生固相組織演變實(shí)驗(yàn)
            3.1.4.1 A356鋁合金半固態(tài)漿料的連續(xù)冷卻實(shí)驗(yàn)
            3.1.4.2 液態(tài)A356鋁合金降溫至近液相線的連續(xù)冷卻實(shí)驗(yàn)
    3.2 實(shí)驗(yàn)可行性分析
    3.3 不同熔體處理溫度下的漿料制備及組織分析
        3.3.1 不同熔體處理溫度對(duì)A356鋁合金半固態(tài)漿料水淬組織的影響
        3.3.2 自孕育條件下熔體處理溫度對(duì)合金漿料組織的影響機(jī)理探討
    3.4 等溫保溫過程中初生晶粒的組織演變及形成機(jī)制
        3.4.1 等溫保溫過程中A356鋁合金半固態(tài)漿料初生α-Al晶粒的組織演變
        3.4.2 保溫過程中初生α-Al晶粒的熟化機(jī)制
    3.5 不同保溫條件下的漿料水淬二次凝固組織
        3.5.1 保溫時(shí)間對(duì)漿料二次α-Al晶粒形貌的影響
        3.5.2 保溫溫度對(duì)水淬二次α-Al晶粒及共晶Si形貌的影響
    3.6 連續(xù)冷卻過程中初生晶粒的組織演變
        3.6.1 A356鋁合金半固態(tài)漿料在連續(xù)冷卻過程中的組織
        3.6.2 液態(tài)A356鋁合金在近液相線時(shí)的連續(xù)冷卻組織
    3.7 本章小結(jié)
第4章 A356鋁合金自孕育流變壓鑄組織及力學(xué)性能
    4.1 實(shí)驗(yàn)方法
        4.1.1 自孕育流變壓鑄工藝
        4.1.2 壓鑄參數(shù)設(shè)置
        4.1.3 流變壓鑄件取樣及組織觀察
        4.1.4 力學(xué)性能測(cè)試
    4.2 A356鋁合金自孕育流變壓鑄組織
        4.2.1 液態(tài)壓鑄與半固態(tài)壓鑄組織對(duì)比
        4.2.2 保溫時(shí)間對(duì)A356鋁合金流變壓鑄組織的影響
            4.2.2.1 A356鋁合金半固態(tài)漿料在590℃保溫不同時(shí)間的流變壓鑄組織
            4.2.2.2 A356鋁合金半固態(tài)漿料在600℃保溫不同時(shí)間的流變壓鑄組織
            4.2.2.3 A356鋁合金半固態(tài)漿料在610℃保溫不同時(shí)間的流變壓鑄組織
        4.2.3 保溫溫度對(duì)A356鋁合金自孕育流變壓鑄組織的影響
            4.2.3.1 不同保溫溫度下A356鋁合金流變壓鑄件的固相體積分?jǐn)?shù)
            4.2.3.2 保溫溫度對(duì)A356鋁合金流變壓鑄組織初生α-Al晶粒尺寸及形貌的影響
            4.2.3.3 保溫溫度對(duì)A356鋁合金流變壓鑄組織二次α-Al晶粒尺寸及形貌的影響
            4.2.3.4 保溫溫度(澆注溫度)對(duì)A356鋁合金流變壓鑄組織共晶硅形貌的影響
    4.3 A356鋁合金自孕育流變壓鑄二次凝固過程及組織形成機(jī)理
        4.3.1 二次α-Al晶粒的形核及長(zhǎng)大
        4.3.2 壓鑄組織中的元素分布
        4.3.3 共晶硅相的形貌
        4.3.4 自孕育流變壓鑄件不同部位的組織
            4.3.4.1 壓鑄件不同部位的初生α-Al晶粒組織
            4.3.4.2 壓鑄件不同位置的二次α-Al晶粒組織
            4.3.4.3 鑄件不同部位晶粒內(nèi)的溶質(zhì)含量
            4.3.4.4 A356鋁合金壓鑄件不同部位的共晶硅形貌
    4.4 壓鑄件的力學(xué)性能
        4.4.1 A356鋁合金液態(tài)壓鑄和半固態(tài)壓鑄的力學(xué)性能
        4.4.2 漿料保溫時(shí)間對(duì)壓鑄件力學(xué)性能的影響
            4.4.2.1 590℃下漿料保溫不同時(shí)間的壓鑄件力學(xué)性能
            4.4.2.2 600℃下漿料保溫不同時(shí)間的壓鑄件力學(xué)性能
            4.4.2.3 610℃下漿料保溫不同時(shí)間的壓鑄件力學(xué)性能
        4.4.3 漿料保溫溫度對(duì)壓鑄件力學(xué)性能的影響
        4.4.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
    4.5 本章小結(jié)
第5章 A356鋁合金半固態(tài)漿料在不同冷卻條件下的凝固行為
    5.1 實(shí)驗(yàn)方法
        5.1.1 半固態(tài)漿料金屬型澆注實(shí)驗(yàn)
        5.1.2 半固態(tài)漿料不同成形方式實(shí)驗(yàn)
        5.1.3 漿料的近平衡凝固實(shí)驗(yàn)
    5.2 實(shí)驗(yàn)參數(shù)
    5.3 A356鋁合金半固態(tài)漿料在不同條件下的凝固組織
        5.3.1 不同保溫時(shí)間對(duì)A356鋁合金半固態(tài)金屬型鑄造組織的影響
            5.3.1.1 金屬型組織中的初生α-Al晶粒與二次α-Al晶粒
            5.3.1.2 不同保溫時(shí)間下的共晶硅
        5.3.2 成形方式對(duì)A356鋁合金自孕育鑄造組織的影響
            5.3.2.1 不同成形方式下的初生α-Al晶粒
            5.3.2.2 不同成形方式下的二次α-Al晶粒
            5.3.2.3 不同成形方式下的共晶硅
            5.3.2.4 不同成形方式的凝固組織成分分析
        5.3.3 A356鋁合金半固態(tài)漿料近平衡凝固組織
            5.3.3.1 漿料隨爐冷卻至不同溫度的組織
            5.3.3.2 半固態(tài)漿料近平衡凝固掃描組織及能譜分析
            5.3.3.3 半固態(tài)漿料近平衡凝固共晶組織
    5.4 不同狀態(tài)下A356鋁合金半固態(tài)漿料的凝固行為
    5.5 本章小結(jié)
結(jié)論
論文創(chuàng)新點(diǎn)
參考文獻(xiàn)
致謝
附錄A 攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表論文目錄



本文編號(hào)：3671943