發(fā)布時間：2017-06-04 19:19

  本文關(guān)鍵詞：微量稀土細化半固態(tài)A356鋁合金凝固組織的技術(shù)與應(yīng)用研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著人們對我國稀土現(xiàn)狀的清醒認(rèn)識,對稀土本質(zhì)認(rèn)識的逐漸深化,國內(nèi)外在變質(zhì)工藝水平的明顯提高,稀土變質(zhì)劑的最佳加入量已逐漸向 微量化‖方向發(fā)展。本文以半固態(tài)加工中應(yīng)用廣泛的亞共晶鋁硅合金A356為研究對象,通過分別添加單一或是多元的稀土細化劑,找到最佳的稀土細化劑添加量,并揭示鋁-稀土共晶反應(yīng)對半固態(tài)鋁硅合金凝固組織的細化行為及變化規(guī)律。在此基礎(chǔ)上,再輔以低過熱度澆注、電磁攪拌等技術(shù),通過調(diào)節(jié)制漿工藝條件,在保證良好的合金組織與性能下,降低稀土的加入量,以達到稀土 微量化‖的目的,并確定出該工藝中最合適的半固態(tài)漿料綠色制備工藝參數(shù),以形成高效、經(jīng)濟的半固態(tài)漿料綠色制備技術(shù)。本文選用了稀土La對液態(tài)A356鋁合金進行了細化處理,并在電磁攪拌技術(shù)下制備了半固態(tài)A356-La鋁合金漿料,研究了稀土La對半固態(tài)A356鋁合金初生相形貌的影響,并用分形維數(shù)對其初生相形貌進行了表征。結(jié)果表明,添加適量的稀土La可有效的改善半固態(tài)A356鋁合金初生相的形貌,本實驗中最佳稀土添加量為0.4 wt.%。同時,經(jīng)過電磁攪拌的半固態(tài)A356鋁合金初生相形貌均比不攪拌的更佳。此外,實際的合金凝固組織具有分形特征,應(yīng)用分形幾何的原理來描述和分析半固態(tài)鋁合金中初生相的形貌變化規(guī)律甚至初生相形成機理是完全可能的。且不同工藝參數(shù)下所獲得的半固態(tài)鋁合金初生相形貌具有不同的分形維數(shù),隨著半固態(tài)初生相由樹枝狀向顆粒狀或球狀變化,其分形維數(shù)逐漸變小。在此基礎(chǔ)上,利用不同澆注溫度、電磁攪拌技術(shù)制備了A356鋁合金半固態(tài)漿料,研究了微量稀土下澆注溫度、電磁攪拌頻率和時間對半固態(tài)A356鋁合金初生相形貌及力學(xué)性能的影響。結(jié)果表明:通過優(yōu)化半固態(tài)制漿工藝條件減少稀土的加入量是可行的,實驗表明稀土微量化的合適工藝方案是:澆注溫度為630℃,電磁攪拌頻率為30Hz,攪拌時間為8s。此時,加入量為0.3%的稀土La細化效果和常規(guī)加入量為0.4%La的低過熱度澆注的相當(dāng),其力學(xué)性能也基本相同。在上述最佳稀土微量化工藝方案下,本文選用了Al-Ce、Al-Y中間合金及不同比例的含有La、Ce和Y的混合稀土對液態(tài)A356鋁合金進行了細化處理,研究了最佳稀土微量化工藝方案下不同微量稀土對半固態(tài)A356鋁合金初生相形貌的影響。結(jié)果表明:在最佳稀土微量化工藝方案下,本實驗范圍內(nèi)最佳稀土Ce、Y的添加量分別為0.4 wt.%和0.5 wt.%�；旌舷⊥恋淖罴鸭尤肓縿t為:0.2%La+0.3%Ce+0.4%Y,此時,該初生α相的平均等積圓直徑和平均形狀因子分別為81.10μm和0.78。通過半固態(tài)鋁合金制漿工藝條件的優(yōu)化與多元稀土細化工藝的處理,可進一步的減少稀土的加入量。
【關(guān)鍵詞】：A356鋁合金 稀土 稀土微量化 分形 電磁攪拌 澆注溫度
【學(xué)位授予單位】：江西理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TG146.21;TG292
【目錄】：

• 摘要3-5
• Abstract5-9
• 第一章 緒論9-18
• 1.1 稀土資源的概述與應(yīng)用現(xiàn)狀9-11
• 1.1.1 稀土資源的概述9-10
• 1.1.2 稀土在鋁合金、半固態(tài)合金組織細化的理論、技術(shù)及應(yīng)用情況10-11
• 1.2 半固態(tài)加工技術(shù)概述與研究現(xiàn)狀11-14
• 1.2.1 半固態(tài)加工技術(shù)概述11-12
• 1.2.2 國內(nèi)外半固態(tài)加工技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀12-14
• 1.3 分形理論在金屬材料學(xué)中的研究與應(yīng)用14-16
• 1.3.1 分形理論概述14
• 1.3.2 分形維數(shù)的測定與計算14-15
• 1.3.3 分形維數(shù)在金屬材料研究中的應(yīng)用現(xiàn)狀15-16
• 1.4 研究內(nèi)容16-18
• 第二章 實驗材料、研究方案及實驗設(shè)備18-24
• 2.1 實驗材料18-19
• 2.1.1 合金的選擇18
• 2.1.2 稀土細化劑的選擇18-19
• 2.2 實驗設(shè)備19-20
• 2.3 研究方案設(shè)計20-23
• 2.3.1 電磁場作用下稀土La對半固態(tài)A356合金初生相形貌及分形維數(shù)的影響20-21
• 2.3.2 電磁攪拌與澆注溫度對半固態(tài)A356合金中微量稀土細化初生相的研究21-22
• 2.3.3 優(yōu)化工藝下不同微量稀土細化A356合金初生相的研究22-23
• 2.4 試樣分析及處理23-24
• 第三章 電磁場作用下稀土La對半固態(tài)A356合金初生相形貌及分形維數(shù)的影響24-36
• 3.1 引言24-25
• 3.2 實驗結(jié)果與分析25-34
• 3.2.1 實驗結(jié)果25-30
• 3.2.2 結(jié)果分析30-34
• 3.3 本章小結(jié)34-36
• 第四章 電磁攪拌與澆注溫度對半固態(tài)A356合金中微量稀土細化初生相的研究36-46
• 4.1 引言36-37
• 4.2 電磁攪拌對半固態(tài)A356合金中稀土微量化的作用37-41
• 4.2.1 實驗結(jié)果37-39
• 4.2.2 結(jié)果分析39-41
• 4.3 澆注溫度對半固態(tài)A356合金中稀土微量化的作用41-44
• 4.3.1 實驗結(jié)果41-43
• 4.3.2 力學(xué)性能43
• 4.3.3 結(jié)果分析43-44
• 4.4 本章小結(jié)44-46
• 第五章 優(yōu)化工藝下不同微量稀土細化A356合金初生相的研究46-61
• 5.1 優(yōu)化工藝下單一稀土細化A356合金初生相的研究46-52
• 5.1.1 實驗結(jié)果46-49
• 5.1.2 稀土細化A356鋁合金機制的研究49-52
• 5.2 優(yōu)化工藝下混合微量稀土細化A356鋁合金初生相的研究52-60
• 5.2.1 引言52
• 5.2.2 實驗工藝及過程52-53
• 5.2.3 實驗結(jié)果53-56
• 5.2.4 結(jié)果分析56-59
• 5.2.5 最優(yōu)方案的驗證59-60
• 5.3 本章小結(jié)60-61
• 第六章 結(jié)論61-63
• 參考文獻63-69
• 致謝69-70
• 攻讀學(xué)位期間的研究成果70-71

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本文編號：421912