固液混合流变铸造Al-Zn合金

发布时间：2017-10-11 02:04

  本文关键词：固液混合流变铸造Al-Zn合金

  更多相关文章： Al-Z n合金 固液混合流变铸造 微观组织 半固态浆料 数值模拟

【摘要】：本文基于传统的机械搅拌工艺,优化了一种新的半固态浆料制备工艺——固液混合流变铸造。针对Al-Z n合金,研究了预制体在固液混合流变铸造过程中的熔化特点,合金成分、晶粒细化剂对固液混合流变铸造微观组织的影响;研究了固液混合流变铸造过程中晶粒细化机理,并且用数值模拟方法分析固液混合流变铸造的熔化和凝固过程。当熔体质量与预制体的质量比为7:1时,初始熔体温度是半固态微观组织的主要影响因素,高于液相线40°C为最佳实验温度。熔体与预制体的质量比为7:1的熔体冷却曲线到达液相线温度以下后波动平稳,而熔体与预制体的质量比为3:1的熔体冷却曲线波动幅度较大。随着比例的增加,曲线在到达液相线温度以下的起伏越小,在比例为7:1时可获得稳定的冷却曲线。对于Al-5%Z n半固态浆料,最优方案为:熔体为Al-3%Zn,预制体为Al-15%Z m质量比为5:1,此时能获得晶粒细小,边界圆整的组织。加入晶粒细化剂后,晶粒尺寸有着明显的减小,晶粒呈球状或蔷薇状,组织均匀圆整,此时的半固态浆料质量优良;另一方面,在预制体搅拌作用下,Z n含量在3%?20%的范围内,当Z n含量在10%时,其晶粒最为细小。本文建立了一种LB模型,模拟了Al-15%Z n合金搅拌期间预制体的熔化过程以及熔体内的流场和温度场,并将模拟结果与实验结果进行对比,结果表明:该模型模拟的温度场与实验结果相符合。
【关键词】：Al-Z n合金 固液混合流变铸造 微观组织 半固态浆料 数值模拟
【学位授予单位】：南昌大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG292
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-7
• 第一章 绪论7-16
• 1.1 铝及铝合金7-8
• 1.2 半固态金属成形概述8-12
• 1.2.1 半固态金属成形的特点8-9
• 1.2.2 半固态金属成形工艺简介9-12
• 1.3 半固态组织形成机理12-14
• 1.4 半固态金属成形的数值模拟研究概况14-15
• 1.5 本课题研究意义及内容15-16
• 1.5.1 本文研究意义15
• 1.5.2 本文研究内容15-16
• 第二章 实验方案16-23
• 2.1 实验材料与设备16-18
• 2.1.1 固液混合流变铸造装置16-17
• 2.1.2 实验辅助设备和材料17
• 2.1.3 实验材料17-18
• 2.2 实验设计18-20
• 2.2.1 合金成分对熔体微观组织的影响18
• 2.2.2 晶粒细化剂对熔体微观组织的影响18-19
• 2.2.3 改变配比方式对熔体微观组织的影响19-20
• 2.3 固液混合流变铸造的工艺流程20-23
• 2.3.1 固液混合流变铸造的技术路线20-21
• 2.3.2 固液混合流变铸造的操作流程21-22
• 2.3.3 金相试样制备及分析22-23
• 第三章 Al-Zn合金固液混合流变铸造中冷却曲线变化规律23-32
• 3.1 搅入时间对预制体熔化状况的影响23-24
• 3.2 预制体搅入过程中熔体不同部位的冷却曲线24-27
• 3.3 熔体温度与合金成分对冷却曲线的影响27-31
• 3.4 本章小结31-32
• 第四章 固液混合流变铸造对Al-Zn合金微观组织的影响32-43
• 4.1 不同合成方案对Al-5%Zn合金微观组织的影响32-33
• 4.2 添加晶粒细化剂对Al-5%Zn合金微观组织的影响33-38
• 4.3 Zn含量对Al-Zn合金晶粒细化的影响38-40
• 4.4 固液混合流变铸造条件下半固态组织形成机理分析40-41
• 4.5 本章小结41-43
• 第五章 数值模拟固液混合流变铸造的研究43-66
• 5.1 基于LB的模型43-44
• 5.2 LB模型中速度场的确定44-46
• 5.3 LB模型中温度场的确定46-47
• 5.4 边界条件47-50
• 5.5 固液边界处理50-53
• 5.6 LB模型的使用53-56
• 5.7 模拟数据结果分析56-64
• 5.8 本章小结64-66
• 第六章 结论与展望66-68
• 6.1 本文结论66-67
• 6.2 对进一步工作的展望67-68
• 致谢68-69
• 参考文献69-73
• 攻读学位期间的研究成果73

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 毛卫民,赵爱民,崔成林,孙峰,郑承利,钟雪友;AlSi_7Mg合金半固态连铸坯料和组织形成研究[J];金属学报;2000年05期

2 谢丰广;管仁国;王付兴;刘相华;;新型倾斜板技术制备A2017半固态合金[J];特种铸造及有色合金;2008年10期

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本文编号：1009847