A357鑄造合金具有出色的可鑄造性,耐腐蝕性,高強度重量比以及低熱膨脹系數(shù)等優(yōu)點,已成為航空航天和汽車工業(yè)中最流行的商用鋁合金之一。隨著科技的發(fā)展,需要通過各種途徑提高鑄造鋁合金的性能。在研究A357的鑄造合金力學性能時,采用金屬型鑄造拉伸試樣獲得實驗數(shù)據(jù)是一種節(jié)省時間和成本的重要的方式。A357合金的力學性能既與氣孔有關,也與其微觀組織有關。因此,對拉伸試樣金屬型進行研究使拉伸試樣能夠準確反映材料力學性能、優(yōu)化鑄造工藝參數(shù)、對其進行性能強化研究具有重要現(xiàn)實意義。通過以A357為原料,首先采用響應面法建立預測模型并采用NSGA-II算法進行多目標優(yōu)化確定金屬型澆注的工藝參數(shù),接著優(yōu)化了拉伸試樣金屬型模具,然后添加稀土Ce對A357鑄造合金進行強化改善其微觀組織和力學性能。利用X射線熒光光譜儀、金相顯微鏡、掃描電子顯微鏡及能譜儀、X射線衍射和電子萬能試驗機等檢測方法,研究分析優(yōu)化后金屬型模具和添加稀土Ce強化后對合金微觀組織和力學性能的影響。結果表明:最優(yōu)的澆注工藝參數(shù)為澆注溫度695℃,模具溫度290℃,澆注時間8-9 s;改進后模具能夠有效改善拉伸試樣的鑄造缺陷,提升力學性能,改進模...

【文章頁數(shù)】：84 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
引言
第1章 文獻綜述
    1.1 選題背景
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 金屬型模具及澆注工藝研究現(xiàn)狀
        1.2.2 鋁合金稀土強化研究現(xiàn)狀
    1.3 課題主要研究內(nèi)容
    1.4 課題研究目的和意義
第2章 實驗方法與裝置
    2.1 鋁合金成分的選擇
    2.2 試樣制備
        2.1.1 熔煉裝置
        2.1.2 合金的熔煉
    2.3 合金性能分析方法
        2.3.1 成分測定
        2.3.2 金相組織觀察
        2.3.3 掃描電鏡觀察
        2.3.4 X射線衍射分析
        2.3.5 拉伸試樣的制備
    2.4 模擬軟件
        2.4.1 模擬流程
        2.4.2 幾何模型的導入和網(wǎng)格生成
        2.4.3 參數(shù)設置
第3章 基于響應面法的工藝參數(shù)預測模型
    3.1 響應面法的原理
    3.2 實驗方案
    3.3 結果與討論
        3.3.1 等效粒徑分析
        3.3.2 平均形狀因子分析
        3.3.3 空隙體積分析
    3.4 預測值與實際值的比較
    3.5 本章小結
第4章 工藝參數(shù)多目標優(yōu)化及模具改進分析
    4.1 多目標優(yōu)化模型
        4.1.1 NSGA-Ⅱ優(yōu)化算法
        4.1.2 工藝參數(shù)多目標優(yōu)化模型建立
    4.2 優(yōu)化結果顯示
    4.3 優(yōu)化結果驗證
        4.3.1 有限元結果驗證
        4.3.2 實驗結果驗證
    4.4 模具結構改進后對比分析
        4.4.1 金屬型模具設計
        4.4.2 數(shù)值模擬設置
        4.4.3 數(shù)值模擬結果
        4.4.4 實驗結果分析
    4.5 本章小結
第5章 Ce對A357合金組織和力學性能的影響
    5.1 實驗過程
    5.2 稀土Ce對初生α-Al相晶粒的影響
    5.3 稀土Ce對共晶Si形態(tài)的影響
    5.4 稀土Ce對力學性能的影響
    5.5 稀土Ce對斷口形貌的影響
    5.6 本章小結
結論
參考文獻
致謝
導師簡介
作者簡介
學位論文數(shù)據(jù)集



本文編號：3870748