熔炼工艺对ZM6熔体品质影响的对比研究

发布时间：2017-04-09 04:22

  本文关键词：熔炼工艺对ZM6熔体品质影响的对比研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：镁合金由于具有较高的比强度、比刚度,良好的减振性、导热性、可切削加工性和可回收性等优点,很早就应用于航空航天领域;其中,ZM系列含锆稀土镁合金以其很高的强度、塑性和韧性,在座椅骨架、导弹舱段、轮毂、吸气管、蒙皮、机匣、座舱架等航空航天关键零部件上得到广泛应用。ZM6是Mg-Nd-Zr系的高强耐热铸造镁合金,具有优良的高温抗蠕变性能和拉伸性能。但合金中的非金属夹杂物对材料的耐腐蚀、力学等性能有着极大的危害,阻碍了其应用范围的扩展。因此,研究ZM6铸造镁合金熔炼过程中夹杂物的净化行为,改进熔炼工艺,提高熔体纯净度具有重大意义。本文以ZM6铸造镁合金为对象,仿照正常工程生产工艺进行了熔剂法、气体法、无熔剂连续熔炼法三种熔炼实验,采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)和能谱仪(EDS)等材料分析方法,分别研究了三种不同熔炼法熔炼过程中夹杂物的净化行为及对熔体品质的影响,最后对比分析三种不同熔炼方式对熔体的保护和净化效果。得出以下主要结论:(1)熔剂保护效果最好,其次为无熔剂连续熔炼气体保护,传统气体保护的保护效果最差。精炼完成后,熔剂法处理的熔体洁净度最高,其次为无熔剂连续熔炼法,气体法最低。(2)除了常规的碳化物夹杂和镁及其合金的氧化夹杂外,熔剂精炼时熔剂混入熔体中而引入了熔剂夹杂,这种夹杂难以避免,会恶化合金的机械性能和抗腐蚀性能;气体法和无熔剂连续熔炼法因灭火时撒硫磺的不均匀性引入了MgS夹杂,在熔炼过程中控制硫磺粉的使用并保证撒硫磺的均匀性可以避免。(3)无熔剂连续熔炼法对熔体保护和精炼效果持续性好,连续熔炼13个小时熔体品质依然与开始熔炼时的熔体基本一致。(4)夹杂物的尺寸与密度对其在镁熔体中下沉速度起着非常重要的影响。夹杂密度越大尺寸越大,易于去除。镁熔体中夹杂去除的难易程度由易到难顺序为:合金氧化物夹杂、碳化物夹杂、MgS夹杂、熔剂夹杂和疏松MgO夹杂。(5)无熔剂连续熔炼法熔炼过程中,旋转喷吹Ar精炼能除去上浮性夹杂,强制沉降和静置有利于沉降性杂质的下沉,过滤精炼将非上浮性夹杂阻挡截留在过滤孔板的迎流面上并能沉降;多级复合精炼有效去除熔体中各类夹杂以实现镁熔体的净化。
【关键词】：ZM6 熔剂法 气体法 无熔剂连续熔炼 熔体品质
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG292
【目录】：

• 中文摘要3-4
• 英文摘要4-8
• 1 绪论8-24
• 1.1 引言8
• 1.2 镁及镁合金8-10
• 1.2.1 镁及镁合金概况8-9
• 1.2.2 镁及镁合金发展应用9-10
• 1.3 镁合金熔体中的夹杂10-15
• 1.3.1 镁合金熔体中夹杂物及分类10-11
• 1.3.2 夹杂物对合金性能的危害11-12
• 1.3.3 镁合金夹杂物的检测方法12-15
• 1.4 镁熔体阻燃保护技术的现状与发展方向15-19
• 1.4.1 熔剂保护法15-17
• 1.4.2 合金化保护法17-18
• 1.4.3 气体保护法18-19
• 1.5 镁合金熔体的净化技术的现状与发展方向19-22
• 1.5.1 熔剂沉降法20
• 1.5.2 气体浮游精炼法20-21
• 1.5.3 过滤净化法21
• 1.5.4 复合净化法21-22
• 1.6 本课题研究的意义及内容22-24
• 1.6.1 研究内意义22
• 1.6.2 研究内容22-24
• 2 研究方案及内容24-32
• 2.1 实验材料24
• 2.2 实验设备24-25
• 2.3 实验方案25-27
• 2.4 实验过程27-29
• 2.4.1 熔剂法熔炼实验过程27-28
• 2.4.2 气体法熔炼实验过程28
• 2.4.3 无熔剂连续熔炼法熔炼实验过程28-29
• 2.5 实验分析方法29-31
• 2.5.1 试样制备29-30
• 2.5.2 夹杂物金相定量分析30-31
• 2.5.3 电镜分析31
• 2.6 本章小结31-32
• 3 熔剂法对熔体品质的影响32-48
• 3.1 熔剂法对熔体保护和净化效果的影响32-36
• 3.2 合金中非金属夹杂物形貌及成分分析36-42
• 3.3 熔剂精炼净化机理分析42-46
• 3.4 本章小结46-48
• 4 气体法对熔体品质的影响48-60
• 4.1 气体法对熔体保护和净化效果的影响48-52
• 4.2 合金中非金属夹杂物形貌及成分分析52-55
• 4.3 气体精炼净化机理分析55-57
• 4.4 本章小结57-60
• 5 无熔剂连续熔炼法对熔体品质的影响60-70
• 5.1 无熔剂连续熔炼法对熔体保护和净化效果的影响60-65
• 5.2 合金中非金属夹杂物形貌及成分分析65-68
• 5.3 无熔剂连续熔炼净化机理分析68-69
• 5.4 本章小结69-70
• 6 不同熔炼方式对熔体品质影响比较70-76
• 6.1 不同保护方式对熔体保护效果对比70-71
• 6.2 不同熔炼方式对熔体净化效果对比71-73
• 6.3 本章小结73-76
• 7 结论及展望76-78
• 7.1 结论76
• 7.2 展望76-78
• 致谢78-80
• 参考文献80-84
• 附录 A. 攻读硕士学位期间发表的论文目录84

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 于彦东;崔林林;李超;乔昕;王松涛;;ZM6镁合金大型薄壁铸件数值模拟[J];铸造;2012年04期

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4 赵宇;刘盼盼;周宏;;熔剂熔炼AM60B镁合金中的夹杂物[J];铸造;2006年10期

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9 郭洪河,刘生发,黄尚宇,杨军,徐萍;镁合金在汽车中的应用与发展[J];汽车工艺与材料;2003年10期

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本文编号：294473