發(fā)布時(shí)間：2021-08-12 12:33

　　隨著全球資源與能源的減少,以及國(guó)際社會(huì)對(duì)輕量化和節(jié)能減排的日益重視,鑄造鎂稀土合金作為最輕的金屬結(jié)構(gòu)材料,以其優(yōu)良的高溫強(qiáng)度、良好的塑性、較強(qiáng)的抗蠕變性能以及阻尼抗震性,受到航空航天、航海、汽車(chē)等工業(yè)領(lǐng)域的普遍關(guān)注。其中金屬凝固微觀組織的演化過(guò)程作為決定合金鑄件機(jī)械性能的重要參數(shù),對(duì)鑄件的力學(xué)和機(jī)械性能產(chǎn)生重大影響。因此,深入了解鎂稀土合金不同條件下凝固組織的形態(tài)和生長(zhǎng)行為,對(duì)實(shí)施調(diào)控措施,優(yōu)化設(shè)計(jì)鑄件的生產(chǎn)工藝、保證合金內(nèi)在質(zhì)量和提高鑄件性能至關(guān)重要。本文選用具有hcp結(jié)構(gòu)體系的Mg-Gd系合金作為研究對(duì)象,利用同步輻射X射線成像技術(shù),控制溫度梯度4K/mm不變,對(duì)不同特征結(jié)構(gòu)、冷速和成分下,合金凝固過(guò)程中形成的微觀組織特征如晶粒尺寸分布、枝晶臂間距、溶質(zhì)分布,以及枝晶動(dòng)態(tài)演化如枝晶的生長(zhǎng)、斷裂、漂移等行為進(jìn)行理論分析。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)在同一溫度梯度、不同特征結(jié)構(gòu)下,微觀組織演化過(guò)程存在較大差距。特征結(jié)構(gòu)對(duì)枝晶的生長(zhǎng)速率有很大影響,其中T型結(jié)構(gòu)對(duì)枝晶生長(zhǎng)有抑制作用,而變截面則促進(jìn)枝晶生長(zhǎng);T型結(jié)構(gòu)內(nèi)的溶質(zhì)傾向于向凸臺(tái)底部富集,但T型結(jié)構(gòu)中部并未出現(xiàn)溶質(zhì)過(guò)度缺乏的現(xiàn)象,變截面結(jié)構(gòu)內(nèi)的溶質(zhì)則是在... 

【文章來(lái)源】：鄭州輕工業(yè)大學(xué)河南省

【文章頁(yè)數(shù)】：76 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

上海同步輻射光源（SSRF）

第2章同步輻射成像實(shí)驗(yàn)13冷管道和加熱絲；加熱爐的左右側(cè)壁上設(shè)有進(jìn)氣口、出氣口、出光口，進(jìn)光口和出光口位于同一直線，且進(jìn)出光口尺寸為20×5mm2，便于X射線的通過(guò)。爐體與密封蓋內(nèi)部水冷管道由導(dǎo)管連接組成循環(huán)，且在進(jìn)光口和出光口處均設(shè)有耐高溫的透光密封膜；實(shí)驗(yàn)腔內(nèi)熱電偶、加熱絲與溫控臺(tái)連接，可對(duì)樣品溫度大小進(jìn)行時(shí)刻控制。加熱爐固定在三角支架上，由螺栓進(jìn)行連接固定，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中將三角支架固定在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上，這樣可有效防止在更換樣品過(guò)程中加熱爐發(fā)生移動(dòng)而改變X射線穿透位置。三角支架底部設(shè)有與試驗(yàn)臺(tái)相同規(guī)格螺栓口，便于固定加熱爐位置。2.2樣品制備與封裝為使成像效果達(dá)到最佳，鎂釓合金樣片要足夠薄，樣品過(guò)厚將導(dǎo)致X射線吸收過(guò)多，并且樣品太厚有可能使成像效果不清晰，發(fā)生枝晶重疊現(xiàn)象。本實(shí)驗(yàn)鎂釓合金樣品厚度為0.5mm。本實(shí)驗(yàn)Mg-15Gd（wt.%）合金是采用具有一定混合比例的Mg-87Gd（wt.%）中間合金和純Mg（純度為99.3wt.%）在熔煉爐中均勻混合并保溫3個(gè)小時(shí)，澆注在45號(hào)鋼模具中，實(shí)驗(yàn)所用合金樣品由鑄件底部制備。將熔煉鑄造好的合金經(jīng)過(guò)切削制備成矩形樣片，樣品的長(zhǎng)度、寬度和厚度分別為70mm、50mm、0.5mm，變截面與T型樣品則在此基礎(chǔ)上進(jìn)行切削制成。經(jīng)過(guò)300目，800目，1500目手動(dòng)打磨，打磨方向成垂直90°。再經(jīng)過(guò)拋光機(jī)拋光，使樣品表面光滑。樣品另一面進(jìn)行同樣打磨拋光過(guò)程。樣品打磨過(guò)程中，一定要保持樣品表面光滑干凈，保持合金樣品兩面的平行，樣品表面如果有較深劃痕則可能會(huì)影響成像效果。在成像實(shí)驗(yàn)中，將拋光后的鎂釓合金樣品放置在中空的石墨紙中，這種石墨圖2-2實(shí)驗(yàn)加熱爐設(shè)備Fig.2-2Experimentalfurnaceequipmentsource.

鄭州輕工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文14紙要耐800℃高溫，有穩(wěn)定的化學(xué)性質(zhì)，并且傳熱效果良好。硫磺粉均勻撒在樣品周?chē)�，固定好石墨紙位置后，并在其四周均勻涂抹一層耐高溫�(zé)o機(jī)膠形成一個(gè)膠框來(lái)保護(hù)石墨紙不發(fā)生移動(dòng)，厚度比石墨紙厚度略小，固化后將氧化鋁陶瓷片其余地方均勻涂抹上無(wú)機(jī)耐高溫膠，將另一片陶瓷片上下對(duì)照蓋上，壓實(shí)。最后在陶瓷片夾層邊緣四周由外向里涂抹一層無(wú)機(jī)耐高溫膠進(jìn)行封裝，將四周進(jìn)行密封，減少氣孔存在，將其放置在干燥箱中固化。如圖2-3所示，為樣品封裝示意圖。2.3實(shí)驗(yàn)原理與圖像處理實(shí)驗(yàn)裝置原理圖如圖2-4所示，首先對(duì)加熱爐進(jìn)行抽真空處理，同時(shí)充入惰性氣體保護(hù)樣品，最后對(duì)爐子進(jìn)行預(yù)熱處理。將封裝后的樣品垂直放置在加熱爐231圖2-3Mg-15Gd（wt.%）樣品封裝圖：1-氧化鋁陶瓷片，2-無(wú)機(jī)耐高溫膠，3-石墨紙，4-鎂合金樣品，5-封裝的樣品Fig.2-3SchematicofMg-15Gd（wt.%）sample:1-Aluminaceramicsheet,2-InorganicHighTemperatureResistantAdhesive,3-graphitepaper,4-Magnesiumalloysample，5-Encapsulatedsample.45CCDVacuumfurnaceMg-15%wt.GdSampleX-rayUpperheaterLowerheater圖2-4實(shí)驗(yàn)成像原理示意圖Fig.2-4Schematicdiagramofexperimentalimagingprinciple.

【參考文獻(xiàn)】：
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碩士論文
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本文編號(hào)：3338325