熔体约束流动处理条件下CuSn10P1半固态流变成形组织演变及性能研究
发布时间：2021-06-16 00:51
CuSn10P1合金铸件中低熔点锡元素容易向晶间迁移,而且由于凝固收缩力使得低熔点液相通过凝固壳层向表面迁移。锡元素的晶间偏析和逆偏析,大大降低铸件强度和塑性,限制其在低速重载条件下的应用,如高铁制动系统中的轴套。金属半固态成形可以有效控制熔体凝固时固液界面形貌、界面推进速度、温度场、成分场等条件,获得近等轴状初生相,同时还可达到抑制元素偏析的目的。论文借助半固态成形技术优点,结合CuSn10P1合金熔体发生包晶反应的特性,创造包晶反应的热力学和动力学条件,提高初生相中锡元素浓度;结合合金半固态浆料的特点,合理设计流变挤压铸造工艺,开发强度和塑性显著提高的合金轴套。论文针对CuSn10P1合金在熔体约束通道内的流动过程,采用ProCAST软件对温度场进行模拟,利用层流紊流转变雷诺数对层流距离进行计算,结合模拟和计算结果,设计制造出约束熔体流动的缝隙式通道。采用该通道对熔体进行处理,揭示其流动过程中的组织演变机理。采用坩埚收集经通道处理的熔体,实现熔体在包晶温度时短时类等温处理,揭示类等温过程中锡元素迁移规律。设计制造间接流变挤压铸造模具,研究成形工艺和固溶处理对轴套组织和性能的影响规律...
【文章来源】：昆明理工大学云南省
【文章页数】：176 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
铜合金相图：（a）Cu-Sn二元相图；（b）Cu-Sn-P系铜角室温截面图[13]
第一章绪论5比，室温抗拉强度和延伸率都得到很大提高，TZCC制备的Cu-Sn4.7合金板的抗拉强度和延伸率分别为262.67Mpa和52.57%，与冷模具连铸板材相比，抗拉强度和延伸率分别提高了21.98%和65.47%。图1.2CuSn4.7合金连铸板材表面质量：（a）刮伤；（b）锡热析；（c）光滑[12]Fig.1.2Scratches(a)andTinsweat(b)andsmooth(c)ofCuSn4.7alloyplateonthesurfaceSongKX[37]等人研究了耐磨锡青铜Cu-10Sn-4Ni-3Pb合金在重力铸造和挤压铸造下合金的显微组织与偏析情况。重力铸造合金铸件密度低、性能差、显微组织为树枝晶且晶间偏析严重，见图1.3所示。而在680MPa压力下进行挤压铸造，合金熔体液相线降低，凝固时熔体过冷度增加，显微组织得到明显细化，且显微组织里的树枝晶基本消失，晶间偏析得到缓解，见图1.4所示。ZhaiW[38]等人在Cu-70%Sn合金凝固过中施加一定功率的超声处理可以阻碍液态合金发生体积过冷，促进初生ε相（Cu3Sn）快速形核，细化晶粒。超声处理诱导初生ε相晶粒的细化极大缩短了L+ε→η的包晶反应特征长度，促进甚至完成通常在常规凝固过程中只发生在有限范围内的包晶反应，增加锡元素在固相内的图1.3重力铸造扫描图和能谱[39]Fig.1.3Microstructures(a,b)andEDSanalysis(c,d)ofas-cast图1.4挤压铸造扫描图和能谱[39]Fig.1.4Microstructures(a,b)andEDSanalysis(c,d)ofas-squeeze
第一章绪论5比，室温抗拉强度和延伸率都得到很大提高，TZCC制备的Cu-Sn4.7合金板的抗拉强度和延伸率分别为262.67Mpa和52.57%，与冷模具连铸板材相比，抗拉强度和延伸率分别提高了21.98%和65.47%。图1.2CuSn4.7合金连铸板材表面质量：（a）刮伤；（b）锡热析；（c）光滑[12]Fig.1.2Scratches(a)andTinsweat(b)andsmooth(c)ofCuSn4.7alloyplateonthesurfaceSongKX[37]等人研究了耐磨锡青铜Cu-10Sn-4Ni-3Pb合金在重力铸造和挤压铸造下合金的显微组织与偏析情况。重力铸造合金铸件密度低、性能差、显微组织为树枝晶且晶间偏析严重，见图1.3所示。而在680MPa压力下进行挤压铸造，合金熔体液相线降低，凝固时熔体过冷度增加，显微组织得到明显细化，且显微组织里的树枝晶基本消失，晶间偏析得到缓解，见图1.4所示。ZhaiW[38]等人在Cu-70%Sn合金凝固过中施加一定功率的超声处理可以阻碍液态合金发生体积过冷，促进初生ε相（Cu3Sn）快速形核，细化晶粒。超声处理诱导初生ε相晶粒的细化极大缩短了L+ε→η的包晶反应特征长度，促进甚至完成通常在常规凝固过程中只发生在有限范围内的包晶反应，增加锡元素在固相内的图1.3重力铸造扫描图和能谱[39]Fig.1.3Microstructures(a,b)andEDSanalysis(c,d)ofas-cast图1.4挤压铸造扫描图和能谱[39]Fig.1.4Microstructures(a,b)andEDSanalysis(c,d)ofas-squeeze
本文编号：3232037
【文章来源】：昆明理工大学云南省
【文章页数】：176 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
铜合金相图：（a）Cu-Sn二元相图；（b）Cu-Sn-P系铜角室温截面图[13]
第一章绪论5比，室温抗拉强度和延伸率都得到很大提高，TZCC制备的Cu-Sn4.7合金板的抗拉强度和延伸率分别为262.67Mpa和52.57%，与冷模具连铸板材相比，抗拉强度和延伸率分别提高了21.98%和65.47%。图1.2CuSn4.7合金连铸板材表面质量：（a）刮伤；（b）锡热析；（c）光滑[12]Fig.1.2Scratches(a)andTinsweat(b)andsmooth(c)ofCuSn4.7alloyplateonthesurfaceSongKX[37]等人研究了耐磨锡青铜Cu-10Sn-4Ni-3Pb合金在重力铸造和挤压铸造下合金的显微组织与偏析情况。重力铸造合金铸件密度低、性能差、显微组织为树枝晶且晶间偏析严重，见图1.3所示。而在680MPa压力下进行挤压铸造，合金熔体液相线降低，凝固时熔体过冷度增加，显微组织得到明显细化，且显微组织里的树枝晶基本消失，晶间偏析得到缓解，见图1.4所示。ZhaiW[38]等人在Cu-70%Sn合金凝固过中施加一定功率的超声处理可以阻碍液态合金发生体积过冷，促进初生ε相（Cu3Sn）快速形核，细化晶粒。超声处理诱导初生ε相晶粒的细化极大缩短了L+ε→η的包晶反应特征长度，促进甚至完成通常在常规凝固过程中只发生在有限范围内的包晶反应，增加锡元素在固相内的图1.3重力铸造扫描图和能谱[39]Fig.1.3Microstructures(a,b)andEDSanalysis(c,d)ofas-cast图1.4挤压铸造扫描图和能谱[39]Fig.1.4Microstructures(a,b)andEDSanalysis(c,d)ofas-squeeze
第一章绪论5比，室温抗拉强度和延伸率都得到很大提高，TZCC制备的Cu-Sn4.7合金板的抗拉强度和延伸率分别为262.67Mpa和52.57%，与冷模具连铸板材相比，抗拉强度和延伸率分别提高了21.98%和65.47%。图1.2CuSn4.7合金连铸板材表面质量：（a）刮伤；（b）锡热析；（c）光滑[12]Fig.1.2Scratches(a)andTinsweat(b)andsmooth(c)ofCuSn4.7alloyplateonthesurfaceSongKX[37]等人研究了耐磨锡青铜Cu-10Sn-4Ni-3Pb合金在重力铸造和挤压铸造下合金的显微组织与偏析情况。重力铸造合金铸件密度低、性能差、显微组织为树枝晶且晶间偏析严重，见图1.3所示。而在680MPa压力下进行挤压铸造，合金熔体液相线降低，凝固时熔体过冷度增加，显微组织得到明显细化，且显微组织里的树枝晶基本消失，晶间偏析得到缓解，见图1.4所示。ZhaiW[38]等人在Cu-70%Sn合金凝固过中施加一定功率的超声处理可以阻碍液态合金发生体积过冷，促进初生ε相（Cu3Sn）快速形核，细化晶粒。超声处理诱导初生ε相晶粒的细化极大缩短了L+ε→η的包晶反应特征长度，促进甚至完成通常在常规凝固过程中只发生在有限范围内的包晶反应，增加锡元素在固相内的图1.3重力铸造扫描图和能谱[39]Fig.1.3Microstructures(a,b)andEDSanalysis(c,d)ofas-cast图1.4挤压铸造扫描图和能谱[39]Fig.1.4Microstructures(a,b)andEDSanalysis(c,d)ofas-squeeze
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