本文關(guān)鍵詞：鋁合金雜質(zhì)元素鐵和鈣的無(wú)害化研究

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【摘要】：鋁合金中雜質(zhì)元素種類(lèi)繁多,尤其是鋁合金重熔再生過(guò)程中廢雜鋁成分難以確定,往往會(huì)導(dǎo)致鋁合金雜質(zhì)元素含量嚴(yán)重超標(biāo),這些雜質(zhì)元素的存在對(duì)鋁合金的組織和性能產(chǎn)生諸多不利影響。如何消除鋁合金中的雜質(zhì)元素或降低雜質(zhì)元素的危害是鋁合金高品質(zhì)再生應(yīng)用的一個(gè)重要研究方向。鐵和鈣在大多鋁合金牌號(hào)中都是作為雜質(zhì)元素存在的,研究消除鐵和鈣對(duì)合金的不利影響具有代表性。本文以A356鋁合金中鐵、鈣元素作為對(duì)象,結(jié)合理論計(jì)算和設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),分別引入復(fù)合除鐵和磷化物除鈣新方法,取得了較佳的鋁合金除雜效果。針對(duì)鐵元素的研究,本文復(fù)合使用含硼砂熔劑和鋁錳中間合金來(lái)達(dá)到降低鐵含量和改變鐵相相貌的雙重效果。前期實(shí)驗(yàn)加入硼砂除鐵劑,隨著硼砂含量增加鐵含量持續(xù)降低。在硼砂加入量為1.1%時(shí)達(dá)到最優(yōu),除鐵率達(dá)到30.6%,之后除鐵劑增加,Fe含量基本不變。除鐵后合金力學(xué)性能得到提升。從成分、組織、性能三個(gè)方面分析錳硼復(fù)合除鐵實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn),鋁合金在降鐵的基礎(chǔ)上,剩余針狀β-Fe轉(zhuǎn)變?yōu)闈h字狀或塊狀a-Fe,進(jìn)一步提高合金性能。論文得到的錳硼聯(lián)合除鐵的最優(yōu)方案是1.1%硼砂除鈣劑,配合使用錳鐵比1.2,此處錳鐵比的鐵含量為加入硼砂劑前的含量。鋁合金除鈣研究,Al-Ca-P三元體系中,在前人研究基礎(chǔ)上假設(shè)磷酸鈉除鈣反應(yīng)的反應(yīng)式為：6Na3P04(s)+9Ca(1)+10Al(1)=5A1203(s)+3Ca3 P2(s)+9Na20(s)該式熱力學(xué)計(jì)算反應(yīng)吉布斯自由育△G1003K=-16659231Jmol0,反應(yīng)可以自發(fā)進(jìn)行。實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證過(guò)程發(fā)現(xiàn)隨著磷酸鈉除鈣劑加入,合金中鈣含量降低,在除鈣劑加入量2.5wt.%時(shí)除鈣率最高,達(dá)到80.2%,組織也由粗大的樹(shù)枝晶逐漸變?yōu)橹鶢罹ё詈蟮角驙罹�。鈣含量降低的同時(shí)合金的抗拉強(qiáng)度也得到提高。
【關(guān)鍵詞】：鋁合金 除雜 鐵 鈣
【學(xué)位授予單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TG146.21
【目錄】：

• 致謝5-6
• 摘要6-7
• ABSTRACT7-11
• 1 緒論11-24
• 1.1 研究背景及意義11-12
• 1.2 再生鋁的雜質(zhì)鐵的來(lái)源及對(duì)鋁合金的影響12-15
• 1.2.1 雜質(zhì)鐵的來(lái)源12-13
• 1.2.2 雜質(zhì)鐵對(duì)鋁合金的影響13-15
• 1.3 降低鋁合金中鐵元素危害的研究15-20
• 1.3.1 降低鋁合金中鐵元素含量研究15-18
• 1.3.2 改善富鐵相在鋁合金中的組織形貌18-20
• 1.4 鋁合金中鈣的影響以及除鈣研究20-23
• 1.4.1 雜質(zhì)鈣的來(lái)源20-21
• 1.4.2 雜質(zhì)鈣對(duì)鋁合金的影響21-22
• 1.4.3 鋁合金除鈣的研究現(xiàn)狀22-23
• 1.5 本論文的主要研究?jī)?nèi)容及目的23
• 1.6 本章小結(jié)23-24
• 2 鋁合金除鐵、除鈣的熱力學(xué)分析24-34
• 2.1 鋁合金除鐵理論計(jì)算24-29
• 2.1.1 硼砂除鐵相圖分析24-27
• 2.1.2 鋁合金中硼砂除鐵熱力學(xué)計(jì)算27-29
• 2.2 Mn變鐵相理論研究29-31
• 2.3 鋁合金除鈣理論研究31-33
• 2.4 小結(jié)33-34
• 3 錳硼聯(lián)合除鐵的研究34-51
• 3.1 實(shí)驗(yàn)材料及檢測(cè)方法34-41
• 3.1.1 實(shí)驗(yàn)材料34-35
• 3.1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備35-37
• 3.1.3 錳、硼除鐵工藝流程37-38
• 3.1.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析方法38-41
• 3.2 Na_2B_4O_7除鐵實(shí)驗(yàn)結(jié)果41-45
• 3.2.1 Na_2B_4O_7對(duì)鐵含量影響41-42
• 3.2.2 Na_2B_4O_7對(duì)合金組織的影響42-43
• 3.2.3 Na_2B_4O_7對(duì)力學(xué)性能的影響43-45
• 3.3 錳、硼聯(lián)合除鐵實(shí)驗(yàn)結(jié)果45-48
• 3.3.1 錳、硼聯(lián)合除鐵對(duì)顯微組織的影響45-47
• 3.3.2 錳、硼聯(lián)合除鐵對(duì)力學(xué)性能的影響47-48
• 3.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析討論48-49
• 3.5 小結(jié)49-51
• 4 磷酸鹽除鈣的研究51-60
• 4.1 實(shí)驗(yàn)材料與方法51-53
• 4.1.1 實(shí)驗(yàn)材料51
• 4.1.2 除鈣熔劑的配方51-52
• 4.1.3 除鈣工藝52-53
• 4.2 Na_3PO_4除鈣實(shí)驗(yàn)結(jié)果53-58
• 4.2.1 Na_3PO_4對(duì)鈣含量影響53-56
• 4.2.2 Na_3PO_4對(duì)合金組織的影響56-57
• 4.2.3 Na_3PO_4對(duì)力學(xué)性能的影響57-58
• 4.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析討論58-60
• 5 結(jié)論60-61
• 參考文獻(xiàn)61-65
• 作者簡(jiǎn)歷及攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果65-67
• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集67

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