物理场对ZA27合金凝固组织和力学性能的影响
发布时间:2021-02-23 11:44
ZA27合金作为新型高铝、高强、耐磨锌合金,与传统砂型铸造耐磨锌合金相比,力学性能有所的提高,应用更加广泛。但在普通重力铸造条件下,ZA27合金结晶温度范围宽(110℃),铸态组织易出现粗大的初生树枝晶,且容易出现缩孔缩松和枝晶偏析,使其性能下降,影响其应用范围。物理场处理凝固细晶技术由于其细晶效果显著、操作简便、环保可持续等特点受到人们广泛的关注。为了进一步改善ZA27合金的凝固组织和力学性能,本文研究了脉冲磁场处理、超声熔体处理、机械振动处理、超声-脉冲磁场复合处理、超声-机械振动复合处理以及脉冲磁场-机械振动复合处理对ZA27合金凝固组织和力学性能的影响。研究结果表明:1)经单一物理场或复合物理场处理作用后,ZA27合金的凝固组织和力学性能均得到较大的改善;合金的初生相由粗大的树枝晶转变为细小的等轴枝晶或条状晶,富铜ε相由连续网状结构转变为断网条状分布,且复合物理场处理对合金凝固组织和力学性能的改善作用均要优于单一物理场处理。2)脉冲磁场作用下,在0300V范围内,随着脉冲电压的提高,合金的初生相逐渐细化,抗压强度逐渐提高,其最高抗压强度,较未处理时提高39...
【文章来源】:南昌航空大学江西省
【文章页数】:102 页
【学位级别】:硕士
【文章目录】:
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 高铝锌基合金的发展
1.2 高铝锌基合金的性能特点及应用
1.3 锌铝合金组织和性能的改善方法
1.3.1 合金化
1.3.2 变质处理
1.3.3 热处理
1.3.4 塑性变形
1.3.5 物理场处理
1.4 脉冲磁场对金属凝固组织的影响
1.4.1 脉冲磁场细化金属凝固组织的机制
1.4.2 脉冲磁场对金属凝固组织影响的实验研究
1.5 超声处理对金属凝固组织的影响
1.5.1 超声细化金属凝固组织的机制
1.5.2 超声对金属凝固组织影响的实验研究
1.6 机械振动对金属凝固组织的影响
1.6.1 机械振动细化金属凝固组织的机制
1.6.2 机械振动对金属凝固组织影响的实验研究
1.7 复合物理场处理对金属凝固组织的影响
1.8 本论文研究目的及意义
第2章 实验设计及方案
2.1 实验材料及熔炼
2.2 实验装置
2.2.1 脉冲磁场凝固装置
2.2.2 超声波熔体处理装置
2.2.3 机械振动凝固装置
2.2.4 超声-脉冲磁场复合处理装置
2.2.5 超声-机械振动复合处理装置
2.2.6 脉冲磁场-机械振动复合处理装置
2.3 实验流程和方案
2.3.1 实验总体流程
2.3.2 实验方案
2.4 测试方法
2.4.1 组织观察
2.4.2 EDS分析
2.4.3 X射线衍射分析
2.4.4 合金性能测试
第3章 脉冲磁场对ZA27合金凝固组织和力学性能的影响
3.1 脉冲磁场对ZA27合金凝固组织的影响
3.1.1 合金相成分的确定
3.1.2 脉冲电压对ZA27合金凝固组织的影响
3.1.3 脉冲频率对ZA27合金凝固组织的影响
3.1.4 浇注温度对ZA27合金凝固组织的影响
3.1.5 模具预热温度对ZA27合金凝固组织的影响
3.2 脉冲磁场对ZA27合金力学性能的影响
3.3 本章小结
第4章 超声熔体处理对ZA27合金凝固组织和力学性能的影响
4.1 超声熔体处理对ZA27合金凝固组织的影响
4.1.1 超声功率对ZA27合金凝固组织的影响
4.1.2 超声作用时间对ZA27合金凝固组织的影响
4.1.3 施振温度对ZA27合金凝固组织的影响
4.2 超声熔体处理对ZA27合金力学性能的影响
4.2.1 不同超声功率和作用时间对合金力学性能的影响
4.2.2 不同施振(浇注)温度对合金力学性能的影响
4.2.3 拉伸断口SEM形貌
4.3 本章小结
第5章 机械振动对ZA27合金凝固组织和力学性能的影响
5.1 机械振动对ZA27合金凝固组织的影响
5.1.1 振幅电压对ZA27合金凝固组织的影响
5.1.2 振动频率对ZA27合金凝固组织的影响
5.1.3 浇注温度对ZA27合金凝固组织的影响
5.1.4 模具预热温度对ZA27合金凝固组织的影响
5.2 机械振动对ZA27合金力学性能的影响
5.3 本章小结
第6章 复合物理场对ZA27合金凝固组织和力学性能的影响
6.1 复合物理场对ZA27合金凝固组织的影响
6.1.1 超声-脉冲磁场复合处理对ZA27合金凝固组织的影响
6.1.2 超声-机械振动复合处理对ZA27合金凝固组织的影响
6.1.3 脉冲磁场-机械振动复合处理对ZA27合金凝固组织的影响
6.2 复合物理场对ZA27合金力学性能的影响
6.2.1 超声-脉冲磁场复合处理对ZA27力学性能的影响
6.2.2 超声-机械振动复合处理对ZA27合金力学性能的影响
6.2.3 脉冲磁场-机械振动复合处理对ZA27合金力学性能的影响
6.3 分析与讨论
6.3.1 超声-脉冲磁场(机械振动)复合处理对ZA27合金凝固组织的作用机理
6.3.2 脉冲磁场-机械振动复合处理对ZA27合金凝固组织的作用机理
6.3.3 复合处理对ZA27合金力学性能的作用机理
6.4 本章小结
第7章 不同的处理工艺对ZA27合金凝固组织和性能的影响
7.1 不同处理工艺对合金凝固组织的影响
7.2 不同处理工艺对合金结晶取向的影响
7.3 不同处理工艺对合金力学性能的影响
7.3.1 不同处理工艺对合金抗拉强度和伸长率的影响
7.3.2 不同处理工艺对合金摩擦磨损性能的影响
7.4 不同处理工艺对合金腐蚀性能的影响
7.5 本章小结
第8章 结论
参考文献
发表论文和参加科研情况
致谢
【参考文献】:
期刊论文
[1]机械振动对AZ31合金充型和组织性能的影响[J]. 孙勇,朱留宪,吴代建. 铸造技术. 2017(12)
[2]脉冲磁场对定向H13钢凝固组织的影响[J]. 张建伟,李应举,杨院生. 材料研究学报. 2017(10)
[3]电脉冲-超声复合场对纯铝凝固的影响[J]. 胡仕成,田郁林,彭聪,张万高. 金属热处理. 2017(10)
[4]超声处理对AS31镁合金组织及性能的影响[J]. 廖露亮,尧军平,张磊,宋苏. 特种铸造及有色合金. 2017(10)
[5]熔体超声处理对Sn-Zn合金组织与性能的影响[J]. 周清泉,帅歌旺,黄惠珍,刘泽民,刘金辉. 金属热处理. 2017(09)
[6]机械振动对变质Fe-B-C合金组织和性能的影响[J]. 郑开宏,张琦,王海艳,王娟,郑志斌. 铸造. 2017(09)
[7]矩形波磁场对7A04铝合金凝固组织的细化研究[J]. 冯艳飞,王军,白庆伟,鲍鑫宇,于文霞,麻永林. 特种铸造及有色合金. 2017(11)
[8]机械振动对Cr12MoV冷作模具钢组织及力学性能的影响[J]. 申振芳,张国赏,游龙,司岸恒,魏世忠,张小军. 铸造技术. 2017(08)
[9]超声波功率对铸轧5182铝合金带坯组织性能的影响[J]. 郝建飞,李润霞,王顺成,李继林,甘春雷,宋东福. 有色金属材料与工程. 2017(04)
[10]半固态触变挤压对ZA27合金组织和力学性能的影响[J]. 刘占勇,左孝青,钟子龙,李威威. 材料工程. 2017(06)
博士论文
[1]低频脉冲磁场金属凝固晶粒细化机理研究[D]. 陈国军.东北大学 2015
硕士论文
[1]挤压铸造ZA27锌合金组织和性能的研究[D]. 吴资湧.华南理工大学 2015
[2]脉冲磁场和机械振动作用下细化K4169高温合金晶粒的研究[D]. 谢小华.南昌航空大学 2014
[3]机械振动对AZ91D镁合金组织和性能影响的研究[D]. 宋立波.太原科技大学 2011
[4]合金元素对ZA27组织和性能的影响[D]. 李建春.太原理工大学 2008
[5]高铝锌合金组织和性能的研究[D]. 杨璀珍.西安理工大学 2008
[6]机械振动改善凝固组织机理的基础研究[D]. 赵宪海.辽宁科技大学 2006
[7]直流电流及脉冲电流对ZA27合金凝固组织影响的实验研究[D]. 王劲.兰州理工大学 2003
[8]机械振动对流体对流效应的影响研究[D]. 潘秀红.青岛大学 2002
本文编号:3047536
【文章来源】:南昌航空大学江西省
【文章页数】:102 页
【学位级别】:硕士
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摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 高铝锌基合金的发展
1.2 高铝锌基合金的性能特点及应用
1.3 锌铝合金组织和性能的改善方法
1.3.1 合金化
1.3.2 变质处理
1.3.3 热处理
1.3.4 塑性变形
1.3.5 物理场处理
1.4 脉冲磁场对金属凝固组织的影响
1.4.1 脉冲磁场细化金属凝固组织的机制
1.4.2 脉冲磁场对金属凝固组织影响的实验研究
1.5 超声处理对金属凝固组织的影响
1.5.1 超声细化金属凝固组织的机制
1.5.2 超声对金属凝固组织影响的实验研究
1.6 机械振动对金属凝固组织的影响
1.6.1 机械振动细化金属凝固组织的机制
1.6.2 机械振动对金属凝固组织影响的实验研究
1.7 复合物理场处理对金属凝固组织的影响
1.8 本论文研究目的及意义
第2章 实验设计及方案
2.1 实验材料及熔炼
2.2 实验装置
2.2.1 脉冲磁场凝固装置
2.2.2 超声波熔体处理装置
2.2.3 机械振动凝固装置
2.2.4 超声-脉冲磁场复合处理装置
2.2.5 超声-机械振动复合处理装置
2.2.6 脉冲磁场-机械振动复合处理装置
2.3 实验流程和方案
2.3.1 实验总体流程
2.3.2 实验方案
2.4 测试方法
2.4.1 组织观察
2.4.2 EDS分析
2.4.3 X射线衍射分析
2.4.4 合金性能测试
第3章 脉冲磁场对ZA27合金凝固组织和力学性能的影响
3.1 脉冲磁场对ZA27合金凝固组织的影响
3.1.1 合金相成分的确定
3.1.2 脉冲电压对ZA27合金凝固组织的影响
3.1.3 脉冲频率对ZA27合金凝固组织的影响
3.1.4 浇注温度对ZA27合金凝固组织的影响
3.1.5 模具预热温度对ZA27合金凝固组织的影响
3.2 脉冲磁场对ZA27合金力学性能的影响
3.3 本章小结
第4章 超声熔体处理对ZA27合金凝固组织和力学性能的影响
4.1 超声熔体处理对ZA27合金凝固组织的影响
4.1.1 超声功率对ZA27合金凝固组织的影响
4.1.2 超声作用时间对ZA27合金凝固组织的影响
4.1.3 施振温度对ZA27合金凝固组织的影响
4.2 超声熔体处理对ZA27合金力学性能的影响
4.2.1 不同超声功率和作用时间对合金力学性能的影响
4.2.2 不同施振(浇注)温度对合金力学性能的影响
4.2.3 拉伸断口SEM形貌
4.3 本章小结
第5章 机械振动对ZA27合金凝固组织和力学性能的影响
5.1 机械振动对ZA27合金凝固组织的影响
5.1.1 振幅电压对ZA27合金凝固组织的影响
5.1.2 振动频率对ZA27合金凝固组织的影响
5.1.3 浇注温度对ZA27合金凝固组织的影响
5.1.4 模具预热温度对ZA27合金凝固组织的影响
5.2 机械振动对ZA27合金力学性能的影响
5.3 本章小结
第6章 复合物理场对ZA27合金凝固组织和力学性能的影响
6.1 复合物理场对ZA27合金凝固组织的影响
6.1.1 超声-脉冲磁场复合处理对ZA27合金凝固组织的影响
6.1.2 超声-机械振动复合处理对ZA27合金凝固组织的影响
6.1.3 脉冲磁场-机械振动复合处理对ZA27合金凝固组织的影响
6.2 复合物理场对ZA27合金力学性能的影响
6.2.1 超声-脉冲磁场复合处理对ZA27力学性能的影响
6.2.2 超声-机械振动复合处理对ZA27合金力学性能的影响
6.2.3 脉冲磁场-机械振动复合处理对ZA27合金力学性能的影响
6.3 分析与讨论
6.3.1 超声-脉冲磁场(机械振动)复合处理对ZA27合金凝固组织的作用机理
6.3.2 脉冲磁场-机械振动复合处理对ZA27合金凝固组织的作用机理
6.3.3 复合处理对ZA27合金力学性能的作用机理
6.4 本章小结
第7章 不同的处理工艺对ZA27合金凝固组织和性能的影响
7.1 不同处理工艺对合金凝固组织的影响
7.2 不同处理工艺对合金结晶取向的影响
7.3 不同处理工艺对合金力学性能的影响
7.3.1 不同处理工艺对合金抗拉强度和伸长率的影响
7.3.2 不同处理工艺对合金摩擦磨损性能的影响
7.4 不同处理工艺对合金腐蚀性能的影响
7.5 本章小结
第8章 结论
参考文献
发表论文和参加科研情况
致谢
【参考文献】:
期刊论文
[1]机械振动对AZ31合金充型和组织性能的影响[J]. 孙勇,朱留宪,吴代建. 铸造技术. 2017(12)
[2]脉冲磁场对定向H13钢凝固组织的影响[J]. 张建伟,李应举,杨院生. 材料研究学报. 2017(10)
[3]电脉冲-超声复合场对纯铝凝固的影响[J]. 胡仕成,田郁林,彭聪,张万高. 金属热处理. 2017(10)
[4]超声处理对AS31镁合金组织及性能的影响[J]. 廖露亮,尧军平,张磊,宋苏. 特种铸造及有色合金. 2017(10)
[5]熔体超声处理对Sn-Zn合金组织与性能的影响[J]. 周清泉,帅歌旺,黄惠珍,刘泽民,刘金辉. 金属热处理. 2017(09)
[6]机械振动对变质Fe-B-C合金组织和性能的影响[J]. 郑开宏,张琦,王海艳,王娟,郑志斌. 铸造. 2017(09)
[7]矩形波磁场对7A04铝合金凝固组织的细化研究[J]. 冯艳飞,王军,白庆伟,鲍鑫宇,于文霞,麻永林. 特种铸造及有色合金. 2017(11)
[8]机械振动对Cr12MoV冷作模具钢组织及力学性能的影响[J]. 申振芳,张国赏,游龙,司岸恒,魏世忠,张小军. 铸造技术. 2017(08)
[9]超声波功率对铸轧5182铝合金带坯组织性能的影响[J]. 郝建飞,李润霞,王顺成,李继林,甘春雷,宋东福. 有色金属材料与工程. 2017(04)
[10]半固态触变挤压对ZA27合金组织和力学性能的影响[J]. 刘占勇,左孝青,钟子龙,李威威. 材料工程. 2017(06)
博士论文
[1]低频脉冲磁场金属凝固晶粒细化机理研究[D]. 陈国军.东北大学 2015
硕士论文
[1]挤压铸造ZA27锌合金组织和性能的研究[D]. 吴资湧.华南理工大学 2015
[2]脉冲磁场和机械振动作用下细化K4169高温合金晶粒的研究[D]. 谢小华.南昌航空大学 2014
[3]机械振动对AZ91D镁合金组织和性能影响的研究[D]. 宋立波.太原科技大学 2011
[4]合金元素对ZA27组织和性能的影响[D]. 李建春.太原理工大学 2008
[5]高铝锌合金组织和性能的研究[D]. 杨璀珍.西安理工大学 2008
[6]机械振动改善凝固组织机理的基础研究[D]. 赵宪海.辽宁科技大学 2006
[7]直流电流及脉冲电流对ZA27合金凝固组织影响的实验研究[D]. 王劲.兰州理工大学 2003
[8]机械振动对流体对流效应的影响研究[D]. 潘秀红.青岛大学 2002
本文编号:3047536
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