熔体处理对铝合金收缩特性的影响

发布时间：2020-03-27 01:35

【摘要】： Al-Si合金它具有密度低、强度高、耐磨、耐热性能好等优点,所以它被广泛地应用于军事、民用领域,特别地应用于航空、航天领域。Al-Si合金的收缩问题一直以来是人们关注的问题,铝合金凝固时体积变化达6%,缩松、缩孔及气孔等缺陷由合金凝固收缩所引起,通过熔体处理可有效地消除这些缺陷。因而对亚共晶Al-Si合金的净化、细化与变质处理,成为人们关注的热点,许多学者对此进行了研究。本文以ZL101合金为研究对象,在不同的熔体处理工艺下,得到其宏观和微观组织和相应的致密性。通过采用添加Al-5Ti、Al-5Ti-B、Na盐、Al-10Sr、Al-10RE改变熔体处理工艺方法,结合不同熔体处理工艺下试样的致密度和对应的凝固组织,研究确定熔体处理方法对铝合金收缩特性的影响。讨论了熔体处理工艺对ZL101合金组织和致密性的影响,研究结果有较重要的理论和实际意义。研究主要内容有: 对铝合金液态收缩、凝固收缩及固态收缩的现象和产生疏松、缩孔等缺陷的原因进行了探讨,对铝合金常用细化和变质方法进行了说明,对比获得合适的熔体处理方法。根据气密性实验要求,设计带法兰的箱体试样和试样模具,通过添加不同的晶粒细化剂及变质剂制定不同的熔体处理方法,制定ZL101合金的熔炼、浇注实验方案,浇注11组试样。通过熔体处理中的净化处理、细化处理、变质处理对ZL101合金宏观、微观组织和致密性的影响,通过组织分析和气密性实验结果表明:细化处理使ZL101合金发达的树枝状初生α-Al晶细化成细小的等轴晶,使原枝晶间的合金液得到充分补缩,变质处理使ZL101合金板条状或针状的共晶Si细化成蠕虫状或圆点状,有利于合金液补缩,通过Sr和RE交互作用的ZL101合金具有良好的致密组织;最后机理上对复合变质处理对Si相影响机制和熔体处理对铝合金致密性影响机制进行了探讨和分析。
【图文】：

示意图,铸件凝固过程,中截面,状态

向凝固过程中，如果凝固以平面状或胞状方式进行，液相的补的，凝固收缩得到液相的及时补充而不形成缩松。凝固在整个方式进行时，任何局部都得不到别处液相的补充，凝固收缩均于凝固组织中。实际凝固过程往往介于两者之间。在凝固过程态如图 1.2 所示，液相分数自固相面向液相面逐渐增大，可划分近液相区的部分(称为Ι 区)，固相尚未形成骨架，凝固收缩通过的运动得到补缩。在中间区(称为ΙΙ区)，固相虽已形成骨架而液相的流动通道仍是畅通的，，凝固收缩可以得到液相补充。在为ΙΙΙ区)，液相被枝晶分割、封闭，其中的残余液相凝固产生而形成孔洞(缩松)。显然，凝固区间越大，枝晶越发达，被封闭，形成的缩松就越严重。液相线边界倾出边界补缩边界固相线边界

熔炉,清炉,造渣剂,坩埚电阻炉

预热到 150～250℃，喷刷干燥，方可使用。发，常向熔炼中熔体表面加覆盖剂，出金属，在扒渣之前加造渣剂。前，要将表面清洁的工具预热到 150，然后在 300～550℃充分干燥。炉(技术参数：额定功率 P=15KW，-5-12 型电阻炉温度控制器，加热电的坩埚电阻炉、8#石墨坩埚、镍铬、搅拌棒及各种清炉工具等。
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：TG146.21

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