本文關(guān)鍵詞：鋁合金樹(shù)脂砂鑄造中侵入性氣孔形成的研究

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【摘要】：隨著大型復(fù)雜鋁合金鑄件的大量生產(chǎn)和使用,樹(shù)脂砂造型產(chǎn)生的侵入性氣孔缺陷成為人們無(wú)法忽略的一個(gè)問(wèn)題,但是目前人們對(duì)侵入性氣孔的研究和認(rèn)識(shí)卻很少。為了全面、具體地認(rèn)識(shí)侵入性氣孔立體形貌,考查不同工藝參數(shù)對(duì)侵入性氣孔形成的影響,本文自行設(shè)計(jì)砂型及砂芯,以期澆注的鑄件中有數(shù)量可觀(guān)的侵入性氣孔用于統(tǒng)計(jì)研究。通過(guò)XCT斷層掃描及三維重構(gòu)技術(shù),利用VG Studio MAX 2.2軟件對(duì)上述鑄件中的侵入性氣孔進(jìn)行分析,摸索出一套標(biāo)注和表征鑄件表面開(kāi)孔以及近表面孔的方法,克服了此軟件只能自動(dòng)識(shí)別和分析鑄件內(nèi)部孔洞的局限性；獲得各鑄件樣品中每個(gè)侵入性氣孔的體積、表面積及圓整度等信息,獲得了樣品中所有侵入性氣孔造成的孔隙率。觀(guān)察所有侵入性氣孔的三維立體形貌,發(fā)現(xiàn)侵入性氣孔的形貌遠(yuǎn)比人們想象的復(fù)雜,影響侵入性氣孔形貌的主要因素為侵入性氣孔與固相對(duì)生長(zhǎng)空間的競(jìng)爭(zhēng)、枝晶間的凝固收縮以及合金液的流動(dòng),其中第一點(diǎn)為最主要影響因素。系統(tǒng)考察了砂型樹(shù)脂含量和砂粒度、熔體質(zhì)量(是否真空靜置處理)、合金成分(亞共晶和近共晶Al-Si合金)等因素對(duì)侵入性氣孔形成的影響,發(fā)現(xiàn)：1)近共晶合金鑄件中侵入性氣孔數(shù)量多、平均體積小、孔隙率大,而亞共晶合金鑄件中侵入性氣孔數(shù)量少、平均體積大、總的孔隙率小；亞共晶合金中的侵入性氣孔洞形貌比近共晶合金中的圓整度更低,形貌更復(fù)雜。這主要與近共晶合金合金表面張力小、結(jié)晶溫度低和釋放潛熱多(同一澆注溫度下)有關(guān)。2)對(duì)于亞共晶合金,砂型中樹(shù)脂加入量(3%-5%)的多少對(duì)侵入性氣孔的數(shù)量、大小和形貌并無(wú)太大影響。3)對(duì)于亞共晶合金,粗砂成型件比細(xì)砂成型件中侵入性氣孔孔隙率更高、數(shù)量更多且形貌較圓整；但對(duì)于近共晶合金,細(xì)砂成型件中,侵入性氣孔的孔隙率更高、數(shù)量更多。砂粒大小對(duì)侵入性氣孔的形成與合金本身的熱物性密切相關(guān)。4)無(wú)論是亞共晶合金還是近共晶合金,經(jīng)過(guò)真空處理后的鑄件中侵入性氣孔數(shù)目大大減少,孔隙率顯著降低,圓整度大幅提高,這說(shuō)明侵入性氣孔的形成還與熔體質(zhì)量存在顯著的關(guān)聯(lián)性。
【關(guān)鍵詞】：鋁合金 樹(shù)脂砂 侵入性氣孔 XCT斷層掃描與重構(gòu)
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TG292
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第一章 緒論9-27
• 1.1 引言9
• 1.2 鋁鑄件中的孔洞缺陷9-14
• 1.2.1 鋁鑄件中的析出性氣孔9-11
• 1.2.2 鋁鑄件中的縮孔11-12
• 1.2.3 鋁鑄件中的侵入性氣孔12-14
• 1.3 侵入性氣孔形成的影響因素14-21
• 1.3.1 樹(shù)脂砂的發(fā)氣特性14-17
• 1.3.2 砂型(芯)特性17-20
• 1.3.3 合金液性質(zhì)20-21
• 1.4 鋁鑄件中孔洞缺陷的危害21-23
• 1.5 國(guó)內(nèi)外孔洞研究技術(shù)的發(fā)展23-25
• 1.5.1 靜態(tài)觀(guān)察23-24
• 1.5.2 動(dòng)態(tài)觀(guān)察24-25
• 1.5.3 模擬研究25
• 1.6 研究背景和內(nèi)容25-27
• 1.6.1 課題背景25-26
• 1.6.2 主要研究?jī)?nèi)容26-27
• 第二章 實(shí)驗(yàn)研究方法27-39
• 2.1 實(shí)驗(yàn)技術(shù)路線(xiàn)27
• 2.2 砂型模具設(shè)計(jì)27-31
• 2.3 合金的熔煉與制備31
• 2.4 砂型的混制31-33
• 2.5 孔洞的表征方法33-39
• 2.5.1 取樣方法33-34
• 2.5.2 XCT掃描重構(gòu)與侵入性氣孔標(biāo)注34-39
• 第三章 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析39-68
• 3.1 侵入性氣孔的典型形貌39-46
• 3.2 不同合金成分對(duì)侵入性氣孔形成的影響46-53
• 3.2.1 侵入性氣孔的總體分布與特征46-48
• 3.2.2 侵入性氣孔的三維立體形貌比較48-50
• 3.2.3 侵入性氣孔三維特征數(shù)據(jù)的對(duì)比及原因分析50-53
• 3.3 砂型中不同樹(shù)脂加入量對(duì)侵入性氣孔形成的影響53-57
• 3.3.1 侵入性氣孔的總體分布與特征53-54
• 3.3.2 侵入性氣孔的三維立體形貌比較54-55
• 3.3.3 侵入性氣孔三維特征數(shù)據(jù)的對(duì)比及原因分析55-57
• 3.4 不同砂粒度分布對(duì)侵入性氣孔形成的影響57-63
• 3.4.1 侵入性氣孔的總體分布與特征57-58
• 3.4.2 侵入性氣孔的三維立體形貌比較58-59
• 3.4.3 侵入性氣孔三維特征的對(duì)比及原因分析59-61
• 3.4.4 砂粒度分布對(duì)近共晶合金中侵入性氣孔形成的影響61-63
• 3.5 熔體質(zhì)量對(duì)侵入性氣孔形成的影響63-68
• 3.5.1 侵入性氣孔的總體分布與特征63-64
• 3.5.2 侵入性氣孔的三維立體形貌比較64
• 3.5.3 侵入性氣孔三維特征的對(duì)比及原因分析64-67
• 3.5.4 不同熔體質(zhì)量的近共晶合金中侵入性氣孔的形成研究67-68
• 第四章 結(jié)論與展望68-70
• 參考文獻(xiàn)70-73
• 致謝73-74
• 攻讀碩士期間的學(xué)術(shù)成果74-75
• 附錄A75-101
• 附錄B101-141

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7 ;[J];;年期

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1 陳玲;鋁合金樹(shù)脂砂鑄造中侵入性氣孔形成的研究[D];東南大學(xué);2016年

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