铝硅合金变质效果热分析系统的研究

发布时间：2020-10-26 11:47

　　 铝硅合金因其优良的铸造性能和力学性能被广泛使用,本文研制用于快速检测亚共晶铝硅合金变质效果的热分析系统。热分析系统由硬件和软件两部分组成,硬件部分主要有热分析数据采集卡、样杯,软件部分采用C语言编写,QT作为程序框架设计,经过数据采集(温度)、数值滤波和微分处理,冷却曲线显示,得出热分析特征值。经过大量实验,观察合金的金相组织,测试合金力学性能与热分析系统特征值进行对比,得出亚共晶铝硅合金变质效果的判别依据,从而验证热分析系统的准确性。本文对ZL104合金和702A合金进行了热分析研究。对ZL104合金的研究得出:当Sr的加入量为0.06%~0.07%时,共晶平台温度下降幅度较大,变质前后共晶温度之差ΔT_(ER)达到试验中最大值,金相分析变质效果达到良好,力学性能也最佳,因此判断ZL104合金达到最好变质效果Sr的最佳加入量为0.06%。结合特征值共晶时间t_e和ΔT_(ER)判断ZL104合金的变质效果,当合金不存在过变质时,建立了ΔT_(ER)值与变质等级之间的多式项关系,表达式为:变质等级=-0.1327×ΔT~2_(ER)+1.5976×ΔT_(ER)+1.0231对702A铝合金变质效果进行热分研究,特征值ΔT_(ER)同样可以成为702A合金的变质效果的判据,而特征值t_e由于受合金成分的影响,只采用特征值ΔT_(ER)作为合金变质效果判别依据。经过金相组织和力学性能测试702A铝合金达到最好的变质效果Sr的最佳加入量为0.08%,当合金不存在过变质时,同样建立了ΔT_(ER)值与变质等级之间的多项式关系。表达式为:变质等级=-0.0346×ΔT~2_(ER)+.0977×ΔT_(ER)+1.2085
【学位单位】：中北大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TG292
【部分图文】：

图 1.1 Al-Si 相图Fig.1.1 phase diagram ofAl-Si alloy造铝硅合金组织由于针(片)状共晶硅，合金基体分割严处由于其应力比较集中，如果给予外力，铝合金极易沿生裂痕，合金的脆性大，塑性就会相对降低，影响后续要求[16]。所以，为了增强合金的力学性能，通过改变其变质处理后，合金硅相的生长方式发生了变化，其共晶了细小的纤维和颗粒状。铝硅合金未变质观察其断口有。观察变质后合金的断口，发现断口变成了银灰色且是组织的改变，铝硅合金力学性能也会随之明显增加，铸质处理方式通常包括三种：第一是晶粒细化处理，用来入物与铝发生反应，减小其晶粒尺寸达到细化硅相的作

图 1.2 亚共晶合金理论和实验冷却曲线.1.2. Theoretical (equilibrium) and experimental (non-equilibrium)cooling curves for a hypoeutectic alloy考样本的情况下，使用的是一个带有一个热电偶的样杯的冷却曲线，通过冷却曲线来得到零曲线（凝固过程中）和相变潜热。一般都是采用以下两种经典的分析法[29]，假设样品上的热梯度为零，并且铸件与模具之间的热程中辐射热损失可以忽略不计，热平衡方程式可以表示()()0hATTdtdTcdtdQpccccf t 是凝固时间；v 是试样体积；p 是试样密度；Cp为试样恒

假设 hcc = hzc，潜热的时间演变可以计算 cczcpfdtdTdtdTcdtdQ 热量为： QcdTdtdTdtdtendstartttfpcczc / /个方程的数值积分来计算： fpcczcQ careaunderdT/ dt areaunderdT/dt i 的固体分数： ftstartpcczcftftsQcdTdtdTdtdtQQf //通过牛顿热分析法得出了 Al-7%Si 合金的零曲线如下图
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本文编号：2856959