本文關(guān)鍵詞：固液混合流變鑄造Al-Zn合金

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【摘要】：本文基于傳統(tǒng)的機(jī)械攪拌工藝,優(yōu)化了一種新的半固態(tài)漿料制備工藝——固液混合流變鑄造。針對Al-Z n合金,研究了預(yù)制體在固液混合流變鑄造過程中的熔化特點,合金成分、晶粒細(xì)化劑對固液混合流變鑄造微觀組織的影響;研究了固液混合流變鑄造過程中晶粒細(xì)化機(jī)理,并且用數(shù)值模擬方法分析固液混合流變鑄造的熔化和凝固過程。當(dāng)熔體質(zhì)量與預(yù)制體的質(zhì)量比為7:1時,初始熔體溫度是半固態(tài)微觀組織的主要影響因素,高于液相線40°C為最佳實驗溫度。熔體與預(yù)制體的質(zhì)量比為7:1的熔體冷卻曲線到達(dá)液相線溫度以下后波動平穩(wěn),而熔體與預(yù)制體的質(zhì)量比為3:1的熔體冷卻曲線波動幅度較大。隨著比例的增加,曲線在到達(dá)液相線溫度以下的起伏越小,在比例為7:1時可獲得穩(wěn)定的冷卻曲線。對于Al-5%Z n半固態(tài)漿料,最優(yōu)方案為:熔體為Al-3%Zn,預(yù)制體為Al-15%Z m質(zhì)量比為5:1,此時能獲得晶粒細(xì)小,邊界圓整的組織。加入晶粒細(xì)化劑后,晶粒尺寸有著明顯的減小,晶粒呈球狀或薔薇狀,組織均勻圓整,此時的半固態(tài)漿料質(zhì)量優(yōu)良;另一方面,在預(yù)制體攪拌作用下,Z n含量在3%?20%的范圍內(nèi),當(dāng)Z n含量在10%時,其晶粒最為細(xì)小。本文建立了一種LB模型,模擬了Al-15%Z n合金攪拌期間預(yù)制體的熔化過程以及熔體內(nèi)的流場和溫度場,并將模擬結(jié)果與實驗結(jié)果進(jìn)行對比,結(jié)果表明:該模型模擬的溫度場與實驗結(jié)果相符合。
【關(guān)鍵詞】：Al-Z n合金 固液混合流變鑄造 微觀組織 半固態(tài)漿料 數(shù)值模擬
【學(xué)位授予單位】：南昌大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TG292
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-7
• 第一章 緒論7-16
• 1.1 鋁及鋁合金7-8
• 1.2 半固態(tài)金屬成形概述8-12
• 1.2.1 半固態(tài)金屬成形的特點8-9
• 1.2.2 半固態(tài)金屬成形工藝簡介9-12
• 1.3 半固態(tài)組織形成機(jī)理12-14
• 1.4 半固態(tài)金屬成形的數(shù)值模擬研究概況14-15
• 1.5 本課題研究意義及內(nèi)容15-16
• 1.5.1 本文研究意義15
• 1.5.2 本文研究內(nèi)容15-16
• 第二章 實驗方案16-23
• 2.1 實驗材料與設(shè)備16-18
• 2.1.1 固液混合流變鑄造裝置16-17
• 2.1.2 實驗輔助設(shè)備和材料17
• 2.1.3 實驗材料17-18
• 2.2 實驗設(shè)計18-20
• 2.2.1 合金成分對熔體微觀組織的影響18
• 2.2.2 晶粒細(xì)化劑對熔體微觀組織的影響18-19
• 2.2.3 改變配比方式對熔體微觀組織的影響19-20
• 2.3 固液混合流變鑄造的工藝流程20-23
• 2.3.1 固液混合流變鑄造的技術(shù)路線20-21
• 2.3.2 固液混合流變鑄造的操作流程21-22
• 2.3.3 金相試樣制備及分析22-23
• 第三章 Al-Zn合金固液混合流變鑄造中冷卻曲線變化規(guī)律23-32
• 3.1 攪入時間對預(yù)制體熔化狀況的影響23-24
• 3.2 預(yù)制體攪入過程中熔體不同部位的冷卻曲線24-27
• 3.3 熔體溫度與合金成分對冷卻曲線的影響27-31
• 3.4 本章小結(jié)31-32
• 第四章 固液混合流變鑄造對Al-Zn合金微觀組織的影響32-43
• 4.1 不同合成方案對Al-5%Zn合金微觀組織的影響32-33
• 4.2 添加晶粒細(xì)化劑對Al-5%Zn合金微觀組織的影響33-38
• 4.3 Zn含量對Al-Zn合金晶粒細(xì)化的影響38-40
• 4.4 固液混合流變鑄造條件下半固態(tài)組織形成機(jī)理分析40-41
• 4.5 本章小結(jié)41-43
• 第五章 數(shù)值模擬固液混合流變鑄造的研究43-66
• 5.1 基于LB的模型43-44
• 5.2 LB模型中速度場的確定44-46
• 5.3 LB模型中溫度場的確定46-47
• 5.4 邊界條件47-50
• 5.5 固液邊界處理50-53
• 5.6 LB模型的使用53-56
• 5.7 模擬數(shù)據(jù)結(jié)果分析56-64
• 5.8 本章小結(jié)64-66
• 第六章 結(jié)論與展望66-68
• 6.1 本文結(jié)論66-67
• 6.2 對進(jìn)一步工作的展望67-68
• 致謝68-69
• 參考文獻(xiàn)69-73
• 攻讀學(xué)位期間的研究成果73

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 毛衛(wèi)民,趙愛民,崔成林,孫峰,鄭承利,鐘雪友;AlSi_7Mg合金半固態(tài)連鑄坯料和組織形成研究[J];金屬學(xué)報;2000年05期

2 謝豐廣;管仁國;王付興;劉相華;;新型傾斜板技術(shù)制備A2017半固態(tài)合金[J];特種鑄造及有色合金;2008年10期

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本文編號：1009847