浇注工艺对半固态A356铝合金金相组织影响的研究

发布时间：2017-10-31 02:01

  本文关键词：浇注工艺对半固态A356铝合金金相组织影响的研究

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【摘要】：晶粒细化是提高铝合金材料性能的一种重要手段,半固态成型技术作为一种可以快捷高效的获得细化晶粒组织的方法,成为了行业热点研究课题。半固态成型技术的关键是如何快捷高效的得到半固态浆料,是科研攻关的重点方向。本文在对半固态浆料制备技术分析调研的基础上,提出了旋转式直管法制备铝合金半固态浆料技术,并设计和制造了几种试验用半固态浆料设备,利用研制的半固态浆料设备开展A356铝合金半固态浆料制备工艺技术研究,探讨制备方法和工艺技术参数对半固态浆料凝固组织晶粒形态的影响,通过对制备坯料金相组织的分析,得到了以下几点有益的结论:1)机械搅拌法中搅拌温度对对半固态A356铝合金金相组织的影响最大。随着搅拌温度的降低,机械搅拌法制备的半固态浆料的显微组织越好,当搅拌温度接近A356合金的固相线时,提高搅拌速度及搅拌时间充分粉碎已经存在的树枝晶,可得到呈球状或颗粒状、分布比较均匀的初生α-Al。2)直管法制备半固态浆料时对浇注温度也比较敏感,随着浇注温度的升高,所得到的半固态浆料组织形态越来越差。而直管的高度增大有利于初生相α-Al从蔷薇状或枝晶向球状颗粒的转变,得到更好的半固态浆料组织。本研究在浇注温度为630℃直管高度为400mm时得到的半固态浆料组织形态最好。3)采用旋转式直管法工艺,可以明显降低半固态浆料质量对于浇注温度的敏感性。当转速达到300rad/min时,在较高的浇注温度(670℃)时依然能得到组织形态理想的半固态浆料。4)本研究提出的旋转式直管法设备设计简单,制作方便,并大大减轻了浇注温度对浆料制备的限制,扩大了得到理想半固态浆料的浇注温度区间,使其更加适应于工业生产要求,也为半固态成型技术的工业化应用提供新思路。
【关键词】：半固态 A356铝合金 旋转式直管法 金相组织
【学位授予单位】：安徽农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG292
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-11
• 1、绪论11-18
• 1.1 引言11-12
• 1.2 铝合金的概述12
• 1.3 A356铝合金12
• 1.4 研究课题的来源、背景及意义12-13
• 1.5 半固态浆料的制备方法13-16
• 1.5.1 液相法13-14
• 1.5.2 固相法14
• 1.5.3 瞬时形核法14-16
• 1.6 半固态坯料非枝晶凝固组织的形成机理16
• 1.7 半固态成型技术的应用研究现状及前景16-17
• 1.7.1 半固态金属成型技术的应用现状16-17
• 1.7.2 半固态金属成型技术的发展趋势17
• 1.8 课题研究的内容和方法17-18
• 2、试验准备及性能分析18-23
• 2.1 A356铝合金半固态浆料制备技术方案18-19
• 2.2 试验合金材料19-20
• 2.3 半固态浆料实验设备的制作20-22
• 2.3.1 机械搅拌法实验装置20-21
• 2.3.2 直管法试验装置21
• 2.3.3 旋转式直管浇注法试验装置21-22
• 2.4 金相样品的制作及组织分析22-23
• 3、晶粒细化对铝合金力学性能的影响23-26
• 3.1 晶粒细化的意义23
• 3.2 晶粒细化的方法23-24
• 3.3 晶粒细化对铝合金力学性能的影响24-25
• 3.3.1 晶粒细化对抗拉强度的影响24-25
• 3.3.2 晶粒细化对延伸率的影响25
• 3.4 本章小结25-26
• 4、机械搅拌法制备半固态A356铝合金金相组织分析26-30
• 4.1 机械搅拌制备半固态浆料组织的原理26-27
• 4.2 机械搅拌法主要技术参数对半固态A356铝合金金相组织的影响27-30
• 4.2.1 搅拌温度对半固态A356铝合金金相组织的影响27-29
• 4.2.2 搅拌速度对半固态A356铝合金金相组织的影响29
• 4.2.3 搅拌时间对半固态A356铝合金金相组织的影响29-30
• 4.3 本章小结30
• 5、直管浇注法制备半固态A356铝合金金相组织分析30-35
• 5.1 直管法制备半固态A356浆料组织的原理30-31
• 5.2 直管法主要技术参数对半固态A356铝合金金相组织的影响31-35
• 5.2.1 浇注温度对A356铝合金半固态浆料组织的影响31-33
• 5.2.2 直管高度对A356铝合金半固态浆料组织的影响33-34
• 5.2.3 浇注时间对A356铝合金半固态浆料组织的影响34-35
• 5.3 本章小结35
• 6、旋转式直管法制备半固态A356铝合金金相组织分析35-43
• 6.1 旋转式直管浇注法制备半固态A356浆料组织的原理36
• 6.2 旋转式直管法主要技术参数对半固态A356铝合金金相组织的影响36-41
• 6.2.1 浇注温度对旋转浇注A356铝合金半固态浆料组织细化的影响36-38
• 6.2.2 旋转速度对旋转浇注A356铝合金半固态浆料组织细化的影响38-39
• 6.2.3 浇注时间对旋转浇注A356铝合金半固态浆料组织的影响39-41
• 6.3 三种半固态浆料制备法A356铝合金金相组织细化效果分析41-42
• 6.4 本章小结42-43
• 7、总结与展望43-45
• 7.1 论文总结43
• 7.2 研究展望43-45
• 参考文献45-49
• 致谢49-50
• 作者简介50-51
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文及专利51

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本文编号：1120266