WE43A镁合金凝固过程偏析及热裂研究

发布时间：2020-12-28 01:21

　　WE43A镁合金由于具有良好的室温强度和高温抗蠕变性能,在航空航天领域获得广泛应用,该合金可通过砂型铸造方式制备大型薄壁复杂铸件,但在实际生产中极易产生偏析和裂纹等缺陷,导致铸件合格率较低,成本居高不下。因此,本文采用数值模拟技术研究WE43A镁合金凝固过程的宏观偏析;寻求消除微观偏析的方法;探索WE43A镁合金热裂的影响因素及产生机理,为解决WE43A镁合金铸件的裂纹问题提供理论依据。首先,基于体积平均元技术开发了WE43A镁合金宏观偏析三传预测模型,对WE43A镁合金凝固过程宏观尺度上的冶金传输行为进行数值计算,结果表明:顺序凝固时虽然凝固速度较快,但由于温度梯度较大,凝固过程存在不对称的流动模式,流动速度大,导致WE43A镁合金的宏观偏析程度较高;均衡凝固时虽然凝固速度较慢,但由于温度梯度较小,凝固过程中存在对称的对流模式,流动速度小,使得WE43A镁合金的宏观偏析程度较小;Y、Nd、Gd三种稀土元素存在着相同的宏观偏析趋势,且Nd元素为WE43A镁合金主要偏析元素。基于两相流开发了耦合固相移动的宏观偏析数值模型,计算发现在本研究条件下,等轴晶移动不是铸件凝固过程宏观偏析产生的驱... 

【文章来源】：哈尔滨理工大学黑龙江省

【文章页数】：143 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

试验流程示意图

[108]1883-1896，在数值模拟过程中近似横截面为一个二维的凝固区域。图2-2c)为试验装置的主视图。由图2-2d)可以看出，两个K型(NiCr–NiSi)8319 19TC1 TC2542型腔75 75浇道浇口砂型冷铁型砂AB横截面542型腔75浇道浇口砂型型砂型砂AB横截面力重YXo7557砂型型腔冷铁或砂型

c) 俯视图 (mm)图 2-4 两相流模型试验装置示意图2-4 Schematic of the experimental set-up of two-phase flow m 镁合金中，稀土 Y 元素的含量较高，稀土 Nd、G

【参考文献】：
期刊论文
[1]Mg-Gd合金铸态组织和性能研究[J]. 詹慧贞.  铸造技术. 2018(01)
[2]钇含量对MgZn4.5YxZr0.5合金热裂敏感性的影响[J]. 冯羽,毛萍莉,刘正,王志,张斯博,王峰.  中国有色金属学报. 2017(10)
[3]Superior Properties of Mg–4Y–3RE–Zr Alloy Prepared by Powder Metallurgy[J]. Jií Kubásek,Drahomír Dvorsky,Miroslav avojsky,Dalibor Vojtěch,Nad’a Beronská,Michaela Fousová.  Journal of Materials Science & Technology. 2017(07)
[4]电磁铸造镁合金大规格板坯的宏观偏析与宏观组织[J]. 胡文义,乐启炽,刘轩,张志强,宝磊,崔建忠.  稀有金属材料与工程. 2016(09)
[5]EW75镁合金的热裂行为[J]. 毛萍莉,秦佳明,刘正,王志,杨金龙.  材料热处理学报. 2016(06)
[6]稀土元素Y对Mg合金组织和力学性能的影响[J]. 郑爱权.  热加工工艺. 2016(04)
[7]稀土钇对Mg-Zn-Y-Zr合金热裂敏感性的影响（英文）[J]. 刘正,张斯博,毛萍莉,王峰.  Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2014(04)
[8]镁合金微观偏析相场法定量数值模拟[J]. 尧军平,李翔光,龙文元,张磊,王法军,李文.  中国有色金属学报. 2014(01)
[9]高性能镁合金及其在汽车行业应用的研究进展[J]. 李宜达,梁敏洁,廖海洪,张晓.  热加工工艺. 2013(10)
[10]Al-Si合金宏观偏析、凝固组织演变的元胞自动机-控制容积法耦合模拟[J]. 张红伟,NAKAJIMA Keiji,王恩刚,赫冀成.  中国有色金属学报. 2012(07)

博士论文
[1]Mg-Gd-Y镁合金Zr晶粒细化行为研究[D]. 孙明.上海交通大学 2012
[2]稀土镁合金组织和性能研究[D]. 徐永东.天津大学 2012
[3]连铸坯凝固过程微观偏析与组织模拟及轻压下理论研究[D]. 罗森.东北大学 2011
[4]Mg-Y-Gd-Zn-Zr镁合金组织、性能及其蠕变行为研究[D]. 高岩.上海交通大学 2009
[5]Mg-Gd-Y-Zr（-Ca）合金的微观组织演变、性能和断裂行为研究[D]. 何上明.上海交通大学 2007

硕士论文
[1]高精度WE43镁合金心脏支架管材成型工艺及组织性能[D]. 王英儒.沈阳工业大学 2016
[2]Mg-Zn-Zr-RE（Y+Nd）镁合金均匀化和热变形行为的研究[D]. 石阁.内蒙古工业大学 2015
[3]稀土在EW75镁合金中扩散均匀化的研究[D]. 黄未华.北京有色金属研究总院 2012
[4]稀土Nd对ZM61合金组织与性能影响研究[D]. 段作衡.重庆大学 2012
[5]钆镁合金检测方法及偏析规律的研究[D]. 马雅静.内蒙古大学 2011
[6]镁、铝合金低压铸造成型工艺及力学性能研究[D]. 王有喜.山东理工大学 2010
[7]AZ31B镁合金非熔化极气体保护焊工艺[D]. 汤金蕾.北京工业大学 2009
[8]低压铸造在大型薄壁航空铝合金铸件上的应用研究[D]. 冯喜瑞.南昌大学 2007



本文编号：2942866