本文關(guān)鍵詞：ZA27包晶合金自孕育流變成形及凝固組織研究

  更多相關(guān)文章： ZA27合金 半固態(tài) 自孕育法 流變成形 二次凝固 凝固組織

【摘要】：ZA27合金作為傳統(tǒng)的鑄造合金,擁有優(yōu)良的鑄造性能和耐磨性能,因此的到國內(nèi)外學(xué)者的廣泛研究。雖然ZA27合金非常適合半固態(tài)加工,然而關(guān)于ZA27合金流變成形的研究還很少見。尤其是ZA27合金的二次凝固伴隨有包晶反應(yīng),分析其二次凝固過程中的包晶反應(yīng)對其它包晶合金的半固態(tài)加工有很重要的指導(dǎo)意義本文以ZA27包晶合金為研究對象,采用自孕育法制備ZA27包晶合金半固態(tài)漿料。研究自孕育法細(xì)化晶粒機(jī)理,通過控制等溫保溫時(shí)間和等溫保溫溫度優(yōu)化ZA27合金半固態(tài)漿料,并進(jìn)行后續(xù)流變成形,分析其流變成形特性,得出以下結(jié)論:使用水淬法研究漿料在制備過程中的組織演變,發(fā)現(xiàn)隨著保溫時(shí)間的延長平均晶粒尺寸不斷增大,形狀因子先減小后增大,流變成形的最佳保溫溫度為470~480℃,保溫時(shí)間為3min,初生晶粒平均晶粒尺寸為52.26~60.2μm。ZA27合金半固態(tài)漿料剩余液相的凝固形式有三種:在液相中直接形核并長大;剩余液相依附于初生α(Al)晶粒長大成樹枝晶或者毛刺狀;剩余液相直接依附于初生α(Al)晶粒生長且不形成凸起。ZA27合金半固態(tài)漿料在流變壓鑄過程中發(fā)生了液相偏析,在受力較大部位,二次顆粒長成“蠕蟲狀”。在流變成形過程中剩余液相在鑄件不同部位凝固方式不同,均未出現(xiàn)粗大樹枝晶。在冷卻速率較小部位二次凝固方式主要為依附初生晶粒生長,共晶組織粗大且共晶組織中有包晶β相析出。在冷卻速率較大部位主要為形核生長,二次晶粒數(shù)目多,共晶組織細(xì)小。二次晶粒既能夠以富Zn的α(Al)相形核,也可以直接以β相形核生長。Cu富集在共晶η相中。對ZA27合金半固態(tài)漿料分別進(jìn)行壓力鑄造、金屬型鑄造及砂型鑄造,分析壓力鑄造、金屬型鑄造、砂型鑄造凝固組織。發(fā)現(xiàn)不同成形條件下凝固組織明顯不同,砂型鑄造剩余液相主要是依附初生晶粒生長,包晶反應(yīng)充分。金屬型鑄造剩余液相的凝固不僅依附初生晶粒,還有少量新的晶粒生成。壓力鑄造主要是形核凝固,剩余液相在高的冷卻速率下瞬間形核且組織非常致密。
【關(guān)鍵詞】：ZA27合金 半固態(tài) 自孕育法 流變成形 二次凝固 凝固組織
【學(xué)位授予單位】：蘭州理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TG291
【目錄】：

• 摘要8-9
• Abstract9-14
• 第1章 緒論14-21
• 1.1 Zn-Al合金14-15
• 1.1.1 Zn的特性14
• 1.1.2 Zn-Al系合金14
• 1.1.3 ZA27合金的優(yōu)缺點(diǎn)14-15
• 1.2 包晶反應(yīng)及研究現(xiàn)狀15-17
• 1.3 半固態(tài)加工技術(shù)17
• 1.4 半固態(tài)漿料剩余液相二次凝固研究現(xiàn)狀17-19
• 1.5 本文的研究意義及研究內(nèi)容19-21
• 1.5.1 本文的研究意義和目的19
• 1.5.2 本文的主要研究內(nèi)容19-21
• 第2章 實(shí)驗(yàn)過程及實(shí)驗(yàn)方案21-25
• 2.1 實(shí)驗(yàn)材料及主要設(shè)備21-22
• 2.1.1 實(shí)驗(yàn)材料21
• 2.1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備21-22
• 2.2 實(shí)驗(yàn)方案22-23
• 2.3 實(shí)驗(yàn)過程23
• 2.3.1 實(shí)驗(yàn)前準(zhǔn)備23
• 2.3.2 自孕育流變成形23
• 2.4 組織分析與評定23-25
• 2.4.1 組織分析23-24
• 2.4.2 組織評定24-25
• 第3章 自孕育法制備ZA27合金半固態(tài)漿料及凝固組織研究25-39
• 3.1 自孕育法制備ZA27合金半固態(tài)漿料25-29
• 3.1.1 熔體處理溫度的選定25
• 3.1.2 不同熔體處理溫度下ZA27合金半固態(tài)漿料水淬組織25-27
• 3.1.3 不同保溫參數(shù)對ZA27合金半固態(tài)漿料水淬組織的影響27-29
• 3.2 不同冷卻速率下ZA27合金半固態(tài)漿料初生晶粒的形貌29-32
• 3.2.1 ZA27合金半固態(tài)漿料 480℃保溫 3min的初生晶粒形貌30-31
• 3.2.2 ZA27合金半固態(tài)漿料 480℃保溫 5min的初生晶粒形貌31-32
• 3.2.3 ZA27合金半固態(tài)漿料 480℃保溫 10min的初生晶粒形貌32
• 3.3 不同參數(shù)下ZA27合金半固態(tài)漿料剩余液相的凝固組織32-35
• 3.3.1 不同保溫時(shí)間下ZA27合金漿料剩余液相的凝固組織32-34
• 3.3.2 不同冷卻速率下ZA27合金漿料剩余液相的凝固組織34-35
• 3.4 分析與討論35-37
• 3.4.1 晶核的形成35
• 3.4.2 組織形成機(jī)理35-36
• 3.4.3 剩余液相的凝固方式36-37
• 3.5 本章小結(jié)37-39
• 第4章 自孕育流變壓鑄及二次凝固組織分析39-60
• 4.1 自孕育流變壓鑄參數(shù)39-40
• 4.2 ZA27合金自孕育流變壓鑄40-46
• 4.2.1 自孕育流變壓鑄成形過程40-41
• 4.2.2 自孕育流變壓鑄液相偏析41-44
• 4.2.3 自孕育流變壓鑄二次凝固組織44-45
• 4.2.4 自孕育流變壓鑄ZA27合金包晶反應(yīng)45-46
• 4.3 不同保溫溫度對自孕育流變壓鑄凝固組織的影響46-54
• 4.3.1 不同保溫溫度對初生晶粒的影響46-52
• 4.3.2 不同保溫溫度對剩余液相凝固組織的影響52-54
• 4.4 不同保溫時(shí)間對自孕育流變壓鑄凝固組織的影響54-55
• 4.5 分析與討論55-59
• 4.5.1 ZA27合金半固態(tài)流變壓鑄過程中二次凝固行為55-56
• 4.5.2 ZA27合金半固態(tài)流變壓鑄過程中的包晶反應(yīng)56-59
• 4.6 本章小結(jié)59-60
• 第5章 不同成形方式下ZA27合金的凝固組織60-68
• 5.1 ZA27合金半固態(tài)漿料砂型鑄造凝固組織60-62
• 5.1.1 不同保溫溫度對砂型鑄造凝固組織影響60-61
• 5.1.2 不同保溫時(shí)間對砂型鑄造凝固組織影響61-62
• 5.2 ZA27合金半固態(tài)漿料金屬型鑄造凝固組織62-63
• 5.2.1 不同保溫溫度對金屬型鑄造凝固組織的影響62
• 5.2.2 不同保溫時(shí)間對金屬型鑄造凝固組織的影響62-63
• 5.3 下不同成形方式對凝固組織的影響63-64
• 5.4 分析與討論64-67
• 5.4.1 不同成形方式下的二次凝固行為64-65
• 5.4.2 不同成形方式下的包晶反應(yīng)65-67
• 5.5 本章小結(jié)67-68
• 結(jié)論與展望68-70
• 參考文獻(xiàn)70-76
• 致謝76-77
• 附錄A 攻讀學(xué)位期間所發(fā)表的學(xué)術(shù)論文77

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：613558