Mg-Zn-Cu-Y系合金熱裂機理及敏感性研究
發(fā)布時間:2021-09-04 02:27
輕量化、多功能性與環(huán);厥找殉蔀樾聲r代發(fā)展的顯著趨勢,鎂合金因具有低比重、高比強度和比剛性、良好電磁波遮蔽性及易于回收再生率等優(yōu)點,已逐漸被運用于各領(lǐng)域制品上。但由于鎂合金具有較寬的凝固區(qū)間,且其鑄造件的結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜。所以要擴大鎂合金在實際生產(chǎn)中的應(yīng)用范圍,研究鎂合金的熱裂機理并降低其熱裂敏感性就成為需要解決的首要任務(wù)。本文基于Clyne-Davies理論模型,對Mg-Zn-Cu-Y系合金的熱裂敏感性進行預(yù)測。分別研究了Mg-6Zn-1Cu-xY-0.6Zr(x=0,1,2,3,6wt.%)合金中Y含量變化對合金熱裂敏感性的影響以及Mg-4.5Zn-x Cu-6Y-0.6Zr(x=0,1,2,3wt.%)合金中Cu含量變化對合金熱裂敏感性的影響。主要研究了加入不同含量的Y與Cu元素后,合金的顯微結(jié)構(gòu)、凝固路徑的特征、枝晶相干點溫度的變化及對Mg-Zn-Cu-Y系合金的熱裂敏感性的影響規(guī)律。本文采用雙熱電偶測試方法采集凝固過程中加入不同含量的Y和Cu元素的Mg-Zn-Cu-Y系合金特征參數(shù);采用“T”型熱裂模具測試系統(tǒng)對添加了不同元素含量的Mg-Zn-Cu-Y系合金的凝固收縮應(yīng)力隨凝固...
【文章來源】:沈陽工業(yè)大學(xué)遼寧省
【文章頁數(shù)】:67 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
凝固收縮補償理論示意圖
沈陽工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文10誤差標(biāo)準(zhǔn),將所有合金的重量誤差控制在5%以內(nèi)。由于純鎂的燒損嚴重,所以在理論值上上調(diào)5%。所有試驗都是先加純鎂并通入保護氣,N2和SF6的流量分別為5L/min和30ml/min。使用涂有氮化硼(BN)的不銹鋼坩堝在帶有硅棒溫度控制器的電阻爐中熔化純Mg,然后將純Cu,純Zn,Mg-25wt.%Y中間合金和Mg-30wt.%Zr中間合金放入700℃的熔體中。待所有金屬完全熔化,為了使合金元素完全分散并均勻混合,將熔體攪拌5分鐘,然后在澆鑄前于700℃保持30分鐘。將熔融合金倒入預(yù)熱至280℃的模具中。每個測試至少重復(fù)三遍,以確?芍貜(fù)性。2.3實驗設(shè)備2.3.1實驗測試系統(tǒng)本實驗的核心裝置是帶有約束桿的“T”型鑄造模具,模具首先與力學(xué)傳感器相連接實時采集力的傳感信號,力學(xué)傳感器則連接著數(shù)據(jù)采集裝置和計算機,可以將實時的傳感信號轉(zhuǎn)化為精準(zhǔn)的數(shù)字信號在計算機上被記錄下來以便之后的分析處理。如圖2.1所示就是整套試驗測試系統(tǒng)的示意圖。圖2.1熱裂實驗測試系統(tǒng)Fig.2.1Hotcrackingtestsystem2.3.2實驗?zāi)>摺癟”型模具實物圖如圖2.2a。表面涂有防腐涂層,主要由連接傳感器的145mm鋼制螺紋桿及另一端的“T”型直澆道組成。
第2章實驗設(shè)備及實驗方法11圖2.2b所示為“T”型模具剖面?zhèn)纫晥D,由此可以更加清晰地看到其內(nèi)部結(jié)構(gòu)。最左側(cè)的熱電偶插入直至豎直和水平兩澆道的交叉處,也就是容易產(chǎn)生熱裂的熱節(jié)處,目的是采集此處熔體的實時溫度。而熱節(jié)處之所以容易產(chǎn)生熱裂,因為在凝固過程中,此處應(yīng)力集中屬于鑄件的薄弱環(huán)節(jié)。若產(chǎn)生熱裂紋被鑄造桿包裹的螺紋桿就會將就會將力的變化傳到傳感器被捕捉下來。a“T”型模具實景圖b各部分組裝示意圖圖2.2模具整裝示意圖Fig.2.2Schematicdiagramofmoldassembly2.3.3模擬信號采集、轉(zhuǎn)換及輸出設(shè)備如圖2.3所示,為力學(xué)傳感器實物圖,也就是螺紋鋼桿除了連接鑄造桿的一端,其另一端所連接的重要設(shè)備,其內(nèi)部由壓敏半導(dǎo)體部件做成,外部呈鋼制的“S”型。它的尾部被螺釘固定在一塊角鐵上,其高度必須保證另一端螺紋鋼桿與鑄造桿保持同心軸,這樣在采集力學(xué)信號時才能排除切應(yīng)力的影響。圖2.3傳感信號采集器實物圖Fig.2.3Physicaldiagramofsensorsignalcollector
【參考文獻】:
期刊論文
[1]Mg-xZn-2Y合金的熱裂敏感傾向性(英文)[J]. 王志,李一洲,王峰,黃原定,宋江鳳,毛萍莉,劉正. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2016(12)
[2]Hot tearing susceptibility of MgZn4.5YxZr0.5 alloys and mechanism[J]. Yu Feng,Ping-li Mao,Zheng Liu,Zhi Wang,Jia-ming Qin,Feng Wang. China Foundry. 2016(03)
[3]Y元素對鑄態(tài)Mg-Y合金組織和性能的影響[J]. 苗莉莉,張新,張奎,胡錦川,李寧,石陽,王長順,張衛(wèi)華. 特種鑄造及有色合金. 2015(06)
[4]Effects of Sb Content on Solidification Pathways and Grain Size of AZ91 Magnesium Alloy[J]. Dan-Hui Hou,Song-Mao Liang,Rong-Shi Chen,Chuang Dong,En-Hou Han. Acta Metallurgica Sinica(English Letters). 2015(01)
[5]稀土釔對Mg-Zn-Y-Zr合金熱裂敏感性的影響(英文)[J]. 劉正,張斯博,毛萍莉,王峰. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2014(04)
[6]Zr對Mg-6Zn-2Y合金組織及凝固行為的影響[J]. 黃張洪,曲恒磊,富招弟,孫丹,舒瀅,楊健,楊建朝. 金屬熱處理. 2011(09)
[7]先進鎂合金材料及其在航空航天領(lǐng)域中的應(yīng)用[J]. 丁文江,付彭懷,彭立明,蔣海燕,王迎新,吳國華,董杰,郭興伍. 航天器環(huán)境工程. 2011(02)
[8]鎂合金在汽車工業(yè)和3C產(chǎn)品中的應(yīng)用[J]. 李軼,程培元,華林. 江西有色金屬. 2007(02)
[9]AZ6X鎂合金的糊狀區(qū)特性表征[J]. 馬躍群,梁松茂,陳榮石,韓恩厚. 金屬學(xué)報. 2007(03)
[10]合金的熱裂機理及其研究進展[J]. 王業(yè)雙,王渠東,丁文江,盧晨. 特種鑄造及有色合金. 2000(02)
博士論文
[1]亞共晶Al-Si合金熱裂形成過程的研究[D]. 許榮福.山東大學(xué) 2014
[2]稀土鎂合金中的長周期堆垛有序結(jié)構(gòu)相及其對組織與性能的影響[D]. 李揚欣.上海交通大學(xué) 2014
碩士論文
[1]鎂合金在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用研究[D]. 周俊岑.西南大學(xué) 2014
本文編號:3382371
【文章來源】:沈陽工業(yè)大學(xué)遼寧省
【文章頁數(shù)】:67 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
凝固收縮補償理論示意圖
沈陽工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文10誤差標(biāo)準(zhǔn),將所有合金的重量誤差控制在5%以內(nèi)。由于純鎂的燒損嚴重,所以在理論值上上調(diào)5%。所有試驗都是先加純鎂并通入保護氣,N2和SF6的流量分別為5L/min和30ml/min。使用涂有氮化硼(BN)的不銹鋼坩堝在帶有硅棒溫度控制器的電阻爐中熔化純Mg,然后將純Cu,純Zn,Mg-25wt.%Y中間合金和Mg-30wt.%Zr中間合金放入700℃的熔體中。待所有金屬完全熔化,為了使合金元素完全分散并均勻混合,將熔體攪拌5分鐘,然后在澆鑄前于700℃保持30分鐘。將熔融合金倒入預(yù)熱至280℃的模具中。每個測試至少重復(fù)三遍,以確?芍貜(fù)性。2.3實驗設(shè)備2.3.1實驗測試系統(tǒng)本實驗的核心裝置是帶有約束桿的“T”型鑄造模具,模具首先與力學(xué)傳感器相連接實時采集力的傳感信號,力學(xué)傳感器則連接著數(shù)據(jù)采集裝置和計算機,可以將實時的傳感信號轉(zhuǎn)化為精準(zhǔn)的數(shù)字信號在計算機上被記錄下來以便之后的分析處理。如圖2.1所示就是整套試驗測試系統(tǒng)的示意圖。圖2.1熱裂實驗測試系統(tǒng)Fig.2.1Hotcrackingtestsystem2.3.2實驗?zāi)>摺癟”型模具實物圖如圖2.2a。表面涂有防腐涂層,主要由連接傳感器的145mm鋼制螺紋桿及另一端的“T”型直澆道組成。
第2章實驗設(shè)備及實驗方法11圖2.2b所示為“T”型模具剖面?zhèn)纫晥D,由此可以更加清晰地看到其內(nèi)部結(jié)構(gòu)。最左側(cè)的熱電偶插入直至豎直和水平兩澆道的交叉處,也就是容易產(chǎn)生熱裂的熱節(jié)處,目的是采集此處熔體的實時溫度。而熱節(jié)處之所以容易產(chǎn)生熱裂,因為在凝固過程中,此處應(yīng)力集中屬于鑄件的薄弱環(huán)節(jié)。若產(chǎn)生熱裂紋被鑄造桿包裹的螺紋桿就會將就會將力的變化傳到傳感器被捕捉下來。a“T”型模具實景圖b各部分組裝示意圖圖2.2模具整裝示意圖Fig.2.2Schematicdiagramofmoldassembly2.3.3模擬信號采集、轉(zhuǎn)換及輸出設(shè)備如圖2.3所示,為力學(xué)傳感器實物圖,也就是螺紋鋼桿除了連接鑄造桿的一端,其另一端所連接的重要設(shè)備,其內(nèi)部由壓敏半導(dǎo)體部件做成,外部呈鋼制的“S”型。它的尾部被螺釘固定在一塊角鐵上,其高度必須保證另一端螺紋鋼桿與鑄造桿保持同心軸,這樣在采集力學(xué)信號時才能排除切應(yīng)力的影響。圖2.3傳感信號采集器實物圖Fig.2.3Physicaldiagramofsensorsignalcollector
【參考文獻】:
期刊論文
[1]Mg-xZn-2Y合金的熱裂敏感傾向性(英文)[J]. 王志,李一洲,王峰,黃原定,宋江鳳,毛萍莉,劉正. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2016(12)
[2]Hot tearing susceptibility of MgZn4.5YxZr0.5 alloys and mechanism[J]. Yu Feng,Ping-li Mao,Zheng Liu,Zhi Wang,Jia-ming Qin,Feng Wang. China Foundry. 2016(03)
[3]Y元素對鑄態(tài)Mg-Y合金組織和性能的影響[J]. 苗莉莉,張新,張奎,胡錦川,李寧,石陽,王長順,張衛(wèi)華. 特種鑄造及有色合金. 2015(06)
[4]Effects of Sb Content on Solidification Pathways and Grain Size of AZ91 Magnesium Alloy[J]. Dan-Hui Hou,Song-Mao Liang,Rong-Shi Chen,Chuang Dong,En-Hou Han. Acta Metallurgica Sinica(English Letters). 2015(01)
[5]稀土釔對Mg-Zn-Y-Zr合金熱裂敏感性的影響(英文)[J]. 劉正,張斯博,毛萍莉,王峰. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2014(04)
[6]Zr對Mg-6Zn-2Y合金組織及凝固行為的影響[J]. 黃張洪,曲恒磊,富招弟,孫丹,舒瀅,楊健,楊建朝. 金屬熱處理. 2011(09)
[7]先進鎂合金材料及其在航空航天領(lǐng)域中的應(yīng)用[J]. 丁文江,付彭懷,彭立明,蔣海燕,王迎新,吳國華,董杰,郭興伍. 航天器環(huán)境工程. 2011(02)
[8]鎂合金在汽車工業(yè)和3C產(chǎn)品中的應(yīng)用[J]. 李軼,程培元,華林. 江西有色金屬. 2007(02)
[9]AZ6X鎂合金的糊狀區(qū)特性表征[J]. 馬躍群,梁松茂,陳榮石,韓恩厚. 金屬學(xué)報. 2007(03)
[10]合金的熱裂機理及其研究進展[J]. 王業(yè)雙,王渠東,丁文江,盧晨. 特種鑄造及有色合金. 2000(02)
博士論文
[1]亞共晶Al-Si合金熱裂形成過程的研究[D]. 許榮福.山東大學(xué) 2014
[2]稀土鎂合金中的長周期堆垛有序結(jié)構(gòu)相及其對組織與性能的影響[D]. 李揚欣.上海交通大學(xué) 2014
碩士論文
[1]鎂合金在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用研究[D]. 周俊岑.西南大學(xué) 2014
本文編號:3382371
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