多元多相合金凝固路径与性能研究

发布时间：2024-03-22 03:38

　　合金的凝固机理、相变规律及性能是机械工程领域重要的研究方向。针对二元合金系的凝固过程已经建立了成熟、高效的计算模型。然而在实际应用中,三元甚至多元合金才是主流。到目前为止,对于三元合金仅有共晶型凝固有了较为完善的凝固理论体系,而在三元合金中还存在包晶型、包共晶型、偏晶型多种凝固方式,涉及的相变反应更加复杂。研究多元多相合金的凝固路径,对凝固条件、过程进行控制从而达到改善材料性能的目的是机械工程材料学科的重要方向之一。本文基于Thermo-Calc软件和课题组已有的宏微观溶质传输模型,选取了不同成分、枝晶形貌、固相反扩散效应程度的Al-Si-Mg三元共晶合金进行了凝固路径计算。计算结果表明,初始成分、枝晶形貌、固相反扩散效应的程度都会改变Al-Si-Mg合金的凝固路径,固相反扩散统一参数Ф对凝固路径的影响程度比固相扩散系数更加均衡。选取了不同成分的三元Al-Cu-Si共晶合金进行了不同冷速条件下的凝固实验,获取了合金的凝固速率,二次枝晶间距、显微硬度等数据,确定了各合金的凝固路径并对共晶的生长机理进行了分析。Al-Cu-Si合金的热裂纹敏感性的计算结果说明趋于生成更多共晶相的合金在凝固末...

【文章页数】：84 页

【学位级别】：硕士

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内容摘要
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1 绪论
    1.1 引言
    1.2 多元铝合金系
    1.3 合金的凝固
    1.4 多元多相合金中的凝固转变类型
    1.5 多元多相合金凝固路径理论研究
    1.6 相图计算
    1.7 多元多相合金凝固路径研究现状分析
    1.8 本文主要工作
2 研究方法
    2.1 引言
    2.2 凝固模型
    2.3 实验过程
    2.4 本章小结
3 三元共晶合金凝固路径及性能研究
    3.1 引言
    3.2 Al-Si-Mg合金的凝固路径
    3.3 Al-Cu-Si合金的凝固路径、组织与性能
    3.4 本章小结
4 含有包共晶凝固的Al-Cu-Mg合金的凝固路径及性能研究
    4.1 引言
    4.2 Al-Cu-Mg合金的计算凝固路径分析
    4.3 Al-Cu-Mg合金的实验凝固路径分析
    4.4 Al-Cu-Mg合金的凝固机理分析
    4.5 Al-Cu-Mg合金的硬度分析
    4.6 压缩性能分析
    4.7 本章小结
5 含有偏晶反应的三元Al-Cu-Sn合金的凝固路径与性能研究
    5.1 引言
    5.2 三元Al-Cu-Sn合金成分
    5.3 三元Al-Cu-Sn合金的凝固路径分析
    5.4 Al-Cu-Sn合金的硬度分析
    5.5 Al-Cu-Sn合金压缩性能分析
    5.6 本章小结
6 Ti-Ni-Cu合金的凝固路径与性能研究
    6.1 引言
    6.2 三元Ti-Ni-Cu合金成分
    6.3 Ti-44Ni-6Cu合金的显微组织
    6.4 元素添加对Ti-44Ni-6Cu组织与力学性能的影响
    6.5 本章小结
结论
参考文献
附录:攻读工程硕士学位期间发表的部分科研成果
致谢



本文编号：3934578