發(fā)布時(shí)間：2020-08-05 11:30

【摘要】：本文通過利用溶質(zhì)再分配理論研究氫在鋁液中的擴(kuò)散析出過程對(duì)氣孔形成的影響。采用結(jié)晶溫度范圍不同的純鋁和ZL105合金,分析結(jié)晶溫度范圍不同對(duì)鋁液致密性檢測的影響;通過改變工藝參數(shù),分析工藝參數(shù)對(duì)鋁液致密性檢測的影響;分析當(dāng)量密度檢測法對(duì)鋁液致密性檢測的影響。研究結(jié)果表明:氫在鋁液中擴(kuò)散時(shí)發(fā)生溶質(zhì)再分配,同時(shí),對(duì)于ZL105這樣結(jié)晶溫度范圍較寬的合金發(fā)生成分過冷,成分過冷區(qū)內(nèi)迅速形成樹枝晶骨架,析出的氣體滯留在凝固試樣中形成氣孔。通過改變不同鋁液表面凝固壓力,發(fā)現(xiàn)凝固表面的氣體壓力越小,氫氣越容易在鋁液中形核,增加鋁液含氣量。對(duì)于純鋁這樣無結(jié)晶溫度范圍的鋁液,遵循平面凝固方式,用減壓凝固試樣密度法定量檢測合金的含氣量存在較大的誤差,但可在試樣凝固過程中通過氣泡的析出,對(duì)鋁液中的氣體進(jìn)行定性的分析。ZL105這樣結(jié)晶溫度較寬的合金鋁液,所產(chǎn)生的成分過冷區(qū)間較大,液體中析出的氣體滯留在減壓凝固試樣內(nèi)部,可以用通過檢測減壓凝固試樣的密度大小較好的定量評(píng)價(jià)鋁合金液中的含氣量,但由于在負(fù)壓狀態(tài)下很少有氣泡析出,不能通過觀察凝固過程氣泡析出的方法評(píng)價(jià)鋁合金液的含氣量。當(dāng)鋁液澆鑄量越多時(shí),鋁液釋放出的結(jié)晶潛熱多,鋁液凝固速度越慢,Tiller公式中凝固速度v值越小,過飽和濃度區(qū)△x越大,鋁液中氣體含量越多。通過計(jì)算得出坩堝壁越厚,蓄熱量越大,鋁液凝固速度越快,Tiller公式中凝固速度v值越大,過飽和濃度區(qū)△x越小,鋁液中氣體含量越少。通過計(jì)算得出當(dāng)量密度可以非常直觀的反應(yīng)鋁液中的含氣量,在不同減壓壓力下,凝固試樣的密度值相差不大,但是當(dāng)量密度值是成倍數(shù)增加,鋁液中含氣量越少,當(dāng)量密度越小,鋁液的致密性越好;當(dāng)量密度檢測法比密度檢測法得出的數(shù)值變化更明顯,說明當(dāng)量密度值不但可以準(zhǔn)確的反應(yīng)鋁液中的含氣量,還使鋁液中含氣量的變化情況更加明顯,更能體現(xiàn)出鋁液中的含氣量情況。
【學(xué)位授予單位】：沈陽理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TG292
【圖文】：

[30][31][32]。圖1.1 三種旋轉(zhuǎn)噴頭的結(jié)構(gòu)圖Figure 1.1 Schematic view of three kinds of spinning nozzle其中SNIF除氣裝置的噴嘴是將一個(gè)定子和一個(gè)轉(zhuǎn)子組合在一起，氣體熔劑被吹入到鋁液中，通過旋轉(zhuǎn)速度非�？斓霓D(zhuǎn)子和定子之間的空隙，噴入的惰性氣體分成尺寸極小的彌散性氣泡，高速轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)子帶動(dòng)周圍的鋁液，使鋁液內(nèi)部充滿了極細(xì)的氣泡。SNIF設(shè)備的除氫效率可達(dá)到 76%。Alpur 設(shè)備的噴頭上有兩種不同結(jié)構(gòu)的通道，一種是徑向排列的 8 條小通道，通道直徑大約在1—3mm，小通道與主要通氣通道相連接，另一種通道是錐形排列的 8 條大通道

圖 2.1 鋁合金液除氣原理圖 2.1 Schematic diagram of degassing of alu向外來初始無氫的氣泡遷移的除氫動(dòng)力子經(jīng)過對(duì)流與擴(kuò)散，從鋁液中析出擴(kuò)散狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槲綘顟B(tài)； 附的氫原子彼此相互作用締結(jié)為氫分子，液界面處； 擴(kuò)散遷移到氣泡中，跟著氣泡浮游從鋁進(jìn)行，初始無氫的氣泡變成了有氫的氣與鋁液中氫相平衡，遷移過程才停止。

圖 2.2 真空凝固試驗(yàn)法測試裝置 Figure 2.2 Liquid aluminum refining effect online detector 量鋁合金熔液在一定真空度中凝固，由于真空環(huán)境壓力易，因此試樣表面常會(huì)出現(xiàn)凸起現(xiàn)象，此時(shí)可以通過測漲高度來推算含氣量數(shù)值。還可以通過觀察凝固過程中出熔體的含氫量。與常壓凝固法很相似，減壓凝固法中度觀察法和低倍組織檢測法，其原理也和常壓凝固法中中的溶解度是液態(tài)鋁中的 5%~10%，所以在凝固過程中，形成氣泡。再加上凝固環(huán)境接近于真空，環(huán)境壓力非，凝固后的氣孔較大，故易檢測。早期的減壓凝固法大，即通過凝固試樣上的氣孔數(shù)量及大小、或通過表觀密凝固法多用于定量分析鋁合金中的氫含量，在真空凝固

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2781489