本文關(guān)鍵詞：原位鋁基復(fù)合材料孕育劑的制備及變質(zhì)細(xì)化鋁合金的研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：鋁合金作為一種傳統(tǒng)的金屬材料具有密度小、導(dǎo)熱性好和比強(qiáng)度高等性能優(yōu)勢,因而廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)和日常生活。孕育處理作為一種高效強(qiáng)化手段可顯著提高鋁合金的性能,一直是國內(nèi)外學(xué)者研究的熱點。本課題利用原位反應(yīng)法制備了兩種不同類型的孕育劑,并對其孕育效果和機(jī)理進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。通過熔體反應(yīng)和快速凝固處理的方法成功制備出含有不同顆粒尺寸的CeB6/Al復(fù)合材料孕育劑,并在純鋁中驗證了細(xì)化增強(qiáng)效果。結(jié)果表明,可以通過控制孕育劑中CeB6顆粒的尺寸來調(diào)整晶粒細(xì)化效果。添加0.4 wt.%的孕育劑,純鋁的晶粒尺寸由無孕育處理的870±25μm細(xì)化到150±35μm。此外,經(jīng)過孕育處理的純鋁,其力學(xué)性能包括抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度和顯微硬度都得到明顯的提升。良好的晶粒細(xì)化效果可以歸功于CeB6顆粒的晶體結(jié)構(gòu)、尺寸效應(yīng)和原位自生反應(yīng)形成的良好界面結(jié)合,這些因素對鋁的凝固形核過程都至關(guān)重要。研究結(jié)果證明原位CeB6/Al復(fù)合材料孕育劑是一種高效的鋁合金孕育劑。另外,基于相同的方法成功制備出Al-5Ti-0.3B-0.2C-0.2Ce復(fù)合孕育劑,并在356鋁硅合金中驗證了細(xì)化效果。XRD分析表明,Al-5Ti-0.3B-0.2C-0.2Ce復(fù)合孕育劑中含有Al3Ti、TiB2、TiC和Ti2Al20Ce四種增強(qiáng)相,這些顆粒尺寸細(xì)小并且在鋁合金基體中彌散分布。TiB2和TiC陶瓷相顆粒均起到細(xì)化晶粒的作用。稀土元素的添加不僅促進(jìn)Ti2Al20Ce相生成,還起到了去氫除氧,凈化熔體的作用,而且可以使Al3Ti相的形貌發(fā)生改變,由針狀變成塊狀,提高了晶粒細(xì)化效果。356合金的二次枝晶間距由無孕育處理時的38.12μm減小到20.82μm,使其硬度提高了41.7%,拉伸強(qiáng)度和延伸率分別提高至232 MPa和3.6%。研究結(jié)果表明,Al-5Ti-0.3B-0.2C-0.2Ce多元多相復(fù)合孕育劑是一種對工業(yè)鋁硅合金非常有效的孕育劑。
【關(guān)鍵詞】：原位自生 快速凝固 孕育劑 晶粒細(xì)化 力學(xué)性能
【學(xué)位授予單位】：河北工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TB333
【目錄】：

• 摘要5-6
• abstract6-10
• 第一章 緒論10-18
• 1.1 鋁及鋁合金的概述10-12
• 1.1.1 鋁的基本性質(zhì)及應(yīng)用10-11
• 1.1.2 鋁合金的種類及特性11-12
• 1.2 鋁合金晶粒細(xì)化劑的研究現(xiàn)狀12-15
• 1.2.1 細(xì)化晶粒的作用及方法12-13
• 1.2.2 鋁合金晶粒細(xì)化劑的研究13-15
• 1.2.3 細(xì)化劑的制備15
• 1.3 本課題研究的意義及主要內(nèi)容15-18
• 1.3.1 本課題的研究意義15-16
• 1.3.2 本課題的主要內(nèi)容16-18
• 第二章 實驗材料、設(shè)備及方案18-26
• 2.1 實驗材料19-21
• 2.1.1 基體合金所用材料19
• 2.1.2 CeB_6/Al孕育劑的制備原料19-20
• 2.1.3 Al-Ti-B-C-Ce孕育劑所用材料20
• 2.1.4 熔煉合金使用的覆蓋熔劑和精煉劑的化學(xué)成分20-21
• 2.1.5 制備純鋁及356合金金相試樣所用宏觀和微觀腐蝕液21
• 2.2 實驗設(shè)備21-22
• 2.3 實驗方法22-26
• 2.3.1 合金的制備方法22-23
• 2.3.2 孕育劑的制備23-24
• 2.3.3 鋁合金的孕育細(xì)化處理24
• 2.3.4 組織觀察與相結(jié)構(gòu)分析24-25
• 2.3.5 力學(xué)性能測試25-26
• 第三章 CeB_6/Al孕育劑的制備工藝及組織研究26-34
• 3.1 鑄態(tài)Al-B-Ce中間合金的制備26-27
• 3.2 原位自生薄帶CeB_6/Al孕育劑的制備27-28
• 3.3 原位CeB_6/Al孕育劑的微觀組織分析28-33
• 3.3.1 鑄態(tài)Al-B-Ce中間合金的檢測28-31
• 3.3.2 薄帶CeB_6/Al孕育劑的檢測31-33
• 3.4 本章小結(jié)33-34
• 第四章 CeB_6/Al孕育劑對純鋁的細(xì)化效果檢測及分析34-48
• 4.1 原位CeB_6/Al孕育劑的細(xì)化效果檢測34-36
• 4.1.1 檢測試驗34
• 4.1.2 細(xì)化效果檢測34-36
• 4.2 孕育劑對純鋁力學(xué)性能的影響36-40
• 4.2.1 硬度測試36-37
• 4.2.2 拉伸性能測試37-40
• 4.3 原位CeB_6/Al孕育劑的細(xì)化機(jī)理分析40-46
• 4.4 本章小結(jié)46-48
• 第五章 Al-Ti-B-C-Ce孕育劑的制備工藝及組織研究48-54
• 5.1 鑄態(tài)Al-Ti-B-C-Ce中間合金的制備48-49
• 5.2 薄帶Al-Ti-B-C-Ce孕育劑的制備49
• 5.3 Al-Ti-B-C-Ce孕育劑的微觀組織分析49-53
• 5.4 本章小結(jié)53-54
• 第六章 Al-Ti-B-C-Ce孕育劑對356合金的細(xì)化效果及原理分析54-62
• 6.1 Al-Ti-B-C-Ce孕育劑的細(xì)化效果檢測54-58
• 6.1.1 檢測試驗54-57
• 6.1.2 356合金的熱處理57-58
• 6.2 Al-Ti-B-C-Ce孕育劑對356合金力學(xué)性能的影響58-59
• 6.3 Al-Ti-B-C-Ce孕育劑的細(xì)化機(jī)理分析59-61
• 6.4 本章小結(jié)61-62
• 第七章 結(jié)論62-64
• 參考文獻(xiàn)64-68
• 攻讀碩士學(xué)位期間所取得的相關(guān)科研成果68-70
• 致謝70-71

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本文編號：279190