本文關(guān)鍵詞：Zr基塊體非晶合金熔體流動性及充型能力研究

  更多相關(guān)文章： 塊體非晶合金 流動性 體積流量 充型能力 力學(xué)性能

【摘要】：塊體非晶合金具有極高的強(qiáng)度和彈性極限、良好的耐磨性和抗腐蝕性、熱膨脹系數(shù)低和鑄造凝固收縮率小等優(yōu)異的綜合性能,使其在航空航天以及國防裝備等領(lǐng)域顯示了重要的潛在應(yīng)用價值。然而塊體非晶合金無法進(jìn)行常規(guī)的軋制或鍛造成型,成型技術(shù)的滯后限制了這類合金的應(yīng)用。利用合金熔體的流動性進(jìn)行鑄造成型是最有可能實現(xiàn)低成本加工的有效技術(shù)途徑。本文以Zr41.2Ti13.8Cu12.5Ni10Be22.5(Vit1)和Ti32.8Zr30.2Cu9Ni5.3Be22.7(ZT3)兩種非晶形成能力比較強(qiáng)的塊體非晶合金為研究對象。用工業(yè)純銅和高純石墨兩種不同的鑄型材料,設(shè)計和加工了不同尺寸的鑄型型腔。選擇不同的過熱溫度和澆注高度等試驗參數(shù),對上述兩種非晶合金熔體開展了流動性試驗研究,用體積流量評價了合金熔體的流動性和充型能力�；阼T件成型理論和傳熱學(xué)理論,在晶態(tài)合金體積流量本構(gòu)方程的基礎(chǔ)上,構(gòu)建了用于表征非晶態(tài)合金熔體體積流量的改進(jìn)型方程。用X射線衍射(XRD)和差示掃描量熱儀(DSC)對流動性試樣的結(jié)構(gòu)和熱物性參數(shù)進(jìn)行測試分析;用Instron萬能材料試驗機(jī)測試不同試驗條件下塊體非晶合金的室溫壓縮性能;用掃描電子顯微鏡觀察試樣斷口形貌。實驗結(jié)果表明:兩種塊體非晶合金熔體在鑄型中的體積流量隨過熱溫度的提高和鑄型流動通道橫截面積的增大而增大。通過增加澆注高度可提高充型速度和熔體的體積流量,且體積流量和澆注高度之間呈線性關(guān)系。比較塊體非晶合金熔體在工業(yè)純銅和高純石墨鑄型中的流動特點(diǎn)發(fā)現(xiàn),在相同的鑄造條件下,由于兩種鑄型的蓄熱系數(shù)不同,合金熔體的體積流量也不同。高純石墨鑄型的體積流量明顯大于工業(yè)純銅鑄型的體積流量,同時高純石墨鑄型中合金熔體的體積流量對澆注高度的變化更為敏感。通過比較兩種塊體非晶合金在不同鑄造條件下的力學(xué)性能發(fā)現(xiàn),改變鑄型材料和鑄型尺寸對Vit1和ZT3兩種非晶合金的力學(xué)性能無顯著影響,但ZT3塊體非晶合金表現(xiàn)出微小的塑性變形量。
【關(guān)鍵詞】：塊體非晶合金 流動性 體積流量 充型能力 力學(xué)性能
【學(xué)位授予單位】：燕山大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TG139.8
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第1章 緒論11-22
• 1.1 非晶合金發(fā)展概況11-13
• 1.2 塊體非晶合金的制備方法13-14
• 1.2.1 熔劑包敷法13
• 1.2.2 金屬模鑄造法13
• 1.2.3 石英管水淬法13-14
• 1.2.4 電弧爐熔煉吸鑄法14
• 1.2.5 定向凝固法14
• 1.2.6 非晶粉末擠壓法14
• 1.3 非晶合金的力學(xué)性能14-16
• 1.3.1 高強(qiáng)度14-15
• 1.3.2 高硬度15
• 1.3.3 彈性15
• 1.3.4 超塑性15-16
• 1.4 鑄造金屬凝固原理及合金充型特征16-20
• 1.4.1 鑄造金屬凝固原理16-17
• 1.4.2 液態(tài)金屬流動性及充型能力特征17-18
• 1.4.3 普通合金停止流動機(jī)理18-19
• 1.4.4 非晶合金鑄造成型特征19-20
• 1.5 本文的選題意義及研究內(nèi)容20-22
• 1.5.1 選題意義20
• 1.5.2 研究內(nèi)容20-22
• 第2章 實驗方法22-31
• 2.1 實驗設(shè)備22-24
• 2.1.1 熔煉和鑄造成型設(shè)備22
• 2.1.2 實驗所用模具及輔助支架22-24
• 2.1.3 其他設(shè)備24
• 2.2 材料制備24-26
• 2.2.1 原材料處理24
• 2.2.2 合金錠的制備24-25
• 2.2.3 流動性試樣澆注成型25-26
• 2.3 塊體非晶合金澆注質(zhì)量和澆注型腔的選擇26-29
• 2.3.1 塊體非晶合金澆注質(zhì)量的計算26-27
• 2.3.2 塊體非晶合金澆注型腔的探索27-29
• 2.3.3 塊體非晶合金澆注質(zhì)量和澆注型腔的確定29
• 2.4 X射線衍射分析29
• 2.5 DSC熱物性分析29
• 2.6 壓縮性能測試及方法29-30
• 2.7 掃描電鏡分析(SEM)30-31
• 第3章 塊體非晶合金熔體流動性及充型能力分析31-54
• 3.1 流動性試樣的物性分析31-34
• 3.1.1 流動性試樣的XRD分析31-33
• 3.1.2 流動性試樣的DSC分析33-34
• 3.2 液態(tài)金屬充型能力的計算34-38
• 3.3 實驗結(jié)果分析38-51
• 3.3.1 澆注高度對體積流量的影響38-41
• 3.3.2 鑄型尺寸對體積流量的影響41-45
• 3.3.3 過熱溫度對體積流量的影響45-51
• 3.4 鑄件凝固時間的修正51-52
• 3.4.1 鑄件在金屬型中的冷卻51
• 3.4.2 鑄件凝固時間的計算51-52
• 3.5 本章小結(jié)52-54
• 第4章 冷卻速率對塊體非晶合金力學(xué)性能的影響54-59
• 4.1 室溫壓縮性能54-56
• 4.2 壓縮斷口形貌56-57
• 4.3 冷卻速率對力學(xué)性能的影響分析57-58
• 4.4 本章小結(jié)58-59
• 結(jié)論59-60
• 參考文獻(xiàn)60-65
• 攻讀碩士學(xué)位期間承擔(dān)的科研任務(wù)與主要成果65-66
• 致謝66

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前5條

1 Marcin Górny;;Fluidity and Temperature Profile of Ductile Iron in Thin Sections[J];Journal of Iron and Steel Research(International);2012年08期

2 李劍;郝啟堂;李新雷;陳云龍;;鋁合金薄壁件真空吸鑄充型能力的研究[J];鑄造;2012年03期

3 ;TiZr-base Bulk Metallic Glass with over 50 mm in Diameter[J];Journal of Materials Science & Technology;2010年06期

4 馬明臻;宗海濤;王海燕;齊彥鵬;梁順星;宋愛君;張衛(wèi)國;王強(qiáng);張新宇;景勤;李工;劉日平;;Zr基大塊非晶合金熔體的流動性與成型性[J];中國科學(xué)(G輯:物理學(xué) 力學(xué) 天文學(xué));2008年04期

5 孫軍,張國君,劉剛;大塊非晶合金力學(xué)性能研究進(jìn)展[J];西安交通大學(xué)學(xué)報;2001年06期

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 于鵬飛;Zr基非晶合金熔體流動性及鑄造成型性研究[D];燕山大學(xué);2010年

，

本文編號：1058655