ZL205A合金因其優(yōu)異的力學(xué)性能表現(xiàn)被廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)的各個(gè)領(lǐng)域,但是其結(jié)晶區(qū)間高達(dá)100?C左右,容易在凝固結(jié)晶時(shí)帶來熱裂、縮孔、疏松疏空等問題,大大限制了其應(yīng)用空間。液態(tài)模鍛結(jié)合微合金化成分改性一體制坯通過提高過冷度和變質(zhì)強(qiáng)化可很大程度上消除鑄造缺陷,為實(shí)際生產(chǎn)提供思路。常規(guī)液態(tài)模鍛工藝成形后,制件僅發(fā)生少量塑性變形,其不能滿足實(shí)際生產(chǎn)要求。為了進(jìn)一步提升成分改性后ZL205A合金坯料的性能,采用了變型腔液態(tài)模鍛工藝,合金在壓力下凝固結(jié)晶,一段時(shí)間后施加更大壓力使其產(chǎn)生大塑性變形,不僅可以更好的成形制件,且能夠提高坯料性能。針對(duì)排氣和消除缺陷設(shè)計(jì)和制造了合金坯料制備模具,基于塑性變形原理設(shè)計(jì)并制造了變型腔液態(tài)模鍛成形模具。確定了ZL205A合金的熔煉工藝窗口,采取熔料、改性、除雜、保溫、澆注、保壓一體化流程制備成分改性后的ZL205A合金和變型腔制件。利用金相顯微鏡和掃描電鏡研究了Zr、Sc含量對(duì)ZL205A合金組織的影響。ZL205A鋁合金在加入Sc元素的基礎(chǔ)上加入適量的Zr元素后,坯料凝固結(jié)晶時(shí)生成的Al3（Sc,Zr）復(fù)合粒子組織性能調(diào)控作用較Al3Sc粒子更優(yōu)。適量的Z... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

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鋁合金分類標(biāo)準(zhǔn)在眾多鋁合金材料提升性能方法之中，鋁合金微合金化是一種非常高效且

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文3成某個(gè)形狀，同時(shí)利用鍛造技術(shù)，使封閉外殼發(fā)生塑性變形后，施加壓力使金屬繼續(xù)結(jié)晶凝固，消除收縮孔，形成理想的液鍛件[11]。本課題組制備的典型液鍛件如圖1-2所示圖1-2液態(tài)模鍛典型制件圖示液態(tài)模鍛工藝最早出現(xiàn)在英國(guó)人JamesHollingrake的一個(gè)專利[12]。在1937年液態(tài)模鍛在前蘇聯(lián)開始應(yīng)用，前期研究集中于在對(duì)銅合金的研究上，生產(chǎn)了銅合金軸承襯套[13]。1964年，前蘇聯(lián)科學(xué)家B.M.蒲良斯基的《液態(tài)金屬模鍛》問世，標(biāo)志著液態(tài)模鍛一種新興工藝[11]。隨后液態(tài)模鍛工藝在歐美、日本等國(guó)家地區(qū)也得到廣泛的應(yīng)用與發(fā)展[14]。1958年我國(guó)開展液態(tài)模鍛的研究，60年代進(jìn)入應(yīng)用開發(fā)階段，液態(tài)模鍛工藝率先運(yùn)用于鋁合金儀器儀表零件的批量生產(chǎn)[15]。隨后上海交通大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)等高�？蒲袉挝魂懤m(xù)出版了《液態(tài)模鍛》、《擠壓鑄造》、《液態(tài)金屬模鍛模具設(shè)計(jì)》、《鋼質(zhì)液態(tài)模鍛》幾本重要專著[16-19]。90年代，液態(tài)模鍛蓬勃發(fā)展，進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用階段。目前，液態(tài)模鍛工藝已發(fā)展了直接沖頭擠壓、間接沖頭擠壓、柱塞擠壓、型板擠壓等多種形式[20]。液態(tài)模鍛工藝成形幾乎可成形所有鑄鍛合金，但目前實(shí)際研究應(yīng)用中主要是鋁鎂合金、鐵合金和銅合金等[21]，也有科研單位實(shí)現(xiàn)了小型鋼質(zhì)制件的成形及測(cè)試[22]。金屬液在高壓下凝固成形，金屬液的固相線會(huì)由于高壓的存在而向上平移，相對(duì)原固相線而言，存在一定的過冷度，使原本處于固相線溫度的液態(tài)金屬變成了過冷狀態(tài)，較大的過冷度會(huì)加速液態(tài)金屬形核和抑制樹枝晶的發(fā)展，從而形成等軸晶[19]，并且在液態(tài)模鍛工藝在成形是發(fā)生了壓力下結(jié)晶導(dǎo)致固溶強(qiáng)化和沉淀強(qiáng)化兩種機(jī)制[23]，因此液態(tài)模鍛工藝可以較好的提高金屬制件的性能。

泄??豕ひ蕩笱�、中�?椒⒈本?航空材料研究院、西北工業(yè)大學(xué)、南昌航空航天大學(xué)和首都航天機(jī)械有限公司幾家單位[43-48]。陳子勇等[49]研究了T6態(tài)ZL205A合金的微觀組織和不同溫度力學(xué)性能。結(jié)果表明，T6處理后的ZL205A合金主要由α固溶體和呈彌散質(zhì)點(diǎn)狀析出的二次T相組成，組織中留有偏析物Al3Ti和未完全固溶而在晶界上的Al2Cu相。T6態(tài)ZL205A合金在低中高溫度下應(yīng)力應(yīng)變曲線如圖1-5所示。從拉伸試驗(yàn)斷口形貌分析，發(fā)現(xiàn)不同試驗(yàn)溫度拉伸試樣均為韌性斷裂，說明ZL205A合金在高溫和低溫下綜合力學(xué)性能表現(xiàn)均十分出眾。圖1-5T6態(tài)ZL205A合金在低中高下應(yīng)力應(yīng)變曲線鄭衛(wèi)東等[50]研究以ZL205A為原材料的某機(jī)載電子設(shè)備支臂鑄件的鑄造工藝，結(jié)合支臂鑄件結(jié)構(gòu)特性及鋁合金工藝性能，選定樹脂砂重力鑄造工藝。通過ProCAST軟件對(duì)ZL205A支臂鑄件流嘗溫度場(chǎng)與固相率進(jìn)行了仿真計(jì)算優(yōu)化，確定了最佳工藝參數(shù)，實(shí)現(xiàn)了支臂鑄件自外向內(nèi)與自下而上的順序凝固，研制出了ZL205A支臂鑄件。經(jīng)T6熱處理，ZL205A合金支臂制件肋板平均斷裂強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度與延伸率分別為485MPa、430MPa與7.8%。曹飛等[51]探究了超聲預(yù)處理對(duì)ZL205A合金制件結(jié)晶組織的影響。對(duì)不同的保溫溫度ZL205A合金液施加超聲預(yù)處理后澆鑄。發(fā)現(xiàn)超聲預(yù)處理ZL205A合金液可使制件結(jié)晶組織缺陷顯著減少，超聲預(yù)處理溫度升高，去除


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