Mg-Zn-Cu-Y系合金热裂机理及敏感性研究
发布时间：2021-09-04 02:27
轻量化、多功能性与环保回收已成为新时代发展的显著趋势,镁合金因具有低比重、高比强度和比刚性、良好电磁波遮蔽性及易于回收再生率等优点,已逐渐被运用于各领域制品上。但由于镁合金具有较宽的凝固区间,且其铸造件的结构越来越复杂。所以要扩大镁合金在实际生产中的应用范围,研究镁合金的热裂机理并降低其热裂敏感性就成为需要解决的首要任务。本文基于Clyne-Davies理论模型,对Mg-Zn-Cu-Y系合金的热裂敏感性进行预测。分别研究了Mg-6Zn-1Cu-xY-0.6Zr（x=0,1,2,3,6wt.%）合金中Y含量变化对合金热裂敏感性的影响以及Mg-4.5Zn-x Cu-6Y-0.6Zr（x=0,1,2,3wt.%）合金中Cu含量变化对合金热裂敏感性的影响。主要研究了加入不同含量的Y与Cu元素后,合金的显微结构、凝固路径的特征、枝晶相干点温度的变化及对Mg-Zn-Cu-Y系合金的热裂敏感性的影响规律。本文采用双热电偶测试方法采集凝固过程中加入不同含量的Y和Cu元素的Mg-Zn-Cu-Y系合金特征参数;采用“T”型热裂模具测试系统对添加了不同元素含量的Mg-Zn-Cu-Y系合金的凝固收缩应力随凝固...
【文章来源】：沈阳工业大学辽宁省
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
凝固收缩补偿理论示意图
沈阳工业大学硕士学位论文10误差标准，将所有合金的重量误差控制在5%以内。由于纯镁的烧损严重，所以在理论值上上调5%。所有试验都是先加纯镁并通入保护气，N2和SF6的流量分别为5L/min和30ml/min。使用涂有氮化硼（BN）的不锈钢坩埚在带有硅棒温度控制器的电阻炉中熔化纯Mg，然后将纯Cu，纯Zn，Mg-25wt.％Y中间合金和Mg-30wt.％Zr中间合金放入700℃的熔体中。待所有金属完全熔化，为了使合金元素完全分散并均匀混合，将熔体搅拌5分钟，然后在浇铸前于700℃保持30分钟。将熔融合金倒入预热至280℃的模具中。每个测试至少重复三遍，以确保可重复性。2.3实验设备2.3.1实验测试系统本实验的核心装置是带有约束杆的“T”型铸造模具，模具首先与力学传感器相连接实时采集力的传感信号，力学传感器则连接着数据采集装置和计算机，可以将实时的传感信号转化为精准的数字信号在计算机上被记录下来以便之后的分析处理。如图2.1所示就是整套试验测试系统的示意图。图2.1热裂实验测试系统Fig.2.1Hotcrackingtestsystem2.3.2实验模具“T”型模具实物图如图2.2a。表面涂有防腐涂层，主要由连接传感器的145mm钢制螺纹杆及另一端的“T”型直浇道组成。
第2章实验设备及实验方法11图2.2b所示为“T”型模具剖面侧视图，由此可以更加清晰地看到其内部结构。最左侧的热电偶插入直至竖直和水平两浇道的交叉处，也就是容易产生热裂的热节处，目的是采集此处熔体的实时温度。而热节处之所以容易产生热裂，因为在凝固过程中，此处应力集中属于铸件的薄弱环节。若产生热裂纹被铸造杆包裹的螺纹杆就会将就会将力的变化传到传感器被捕捉下来。a“T”型模具实景图b各部分组装示意图图2.2模具整装示意图Fig.2.2Schematicdiagramofmoldassembly2.3.3模拟信号采集、转换及输出设备如图2.3所示，为力学传感器实物图，也就是螺纹钢杆除了连接铸造杆的一端，其另一端所连接的重要设备，其内部由压敏半导体部件做成，外部呈钢制的“S”型。它的尾部被螺钉固定在一块角铁上，其高度必须保证另一端螺纹钢杆与铸造杆保持同心轴，这样在采集力学信号时才能排除切应力的影响。图2.3传感信号采集器实物图Fig.2.3Physicaldiagramofsensorsignalcollector
【参考文献】：
期刊论文
[1]Mg-xZn-2Y合金的热裂敏感倾向性（英文）[J]. 王志,李一洲,王峰,黄原定,宋江凤,毛萍莉,刘正. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2016(12)
[2]Hot tearing susceptibility of MgZn4.5YxZr0.5 alloys and mechanism[J]. Yu Feng,Ping-li Mao,Zheng Liu,Zhi Wang,Jia-ming Qin,Feng Wang. China Foundry. 2016(03)
[3]Y元素对铸态Mg-Y合金组织和性能的影响[J]. 苗莉莉,张新,张奎,胡锦川,李宁,石阳,王长顺,张卫华. 特种铸造及有色合金. 2015(06)
[4]Effects of Sb Content on Solidification Pathways and Grain Size of AZ91 Magnesium Alloy[J]. Dan-Hui Hou,Song-Mao Liang,Rong-Shi Chen,Chuang Dong,En-Hou Han. Acta Metallurgica Sinica（English Letters）. 2015(01)
[5]稀土钇对Mg-Zn-Y-Zr合金热裂敏感性的影响（英文）[J]. 刘正,张斯博,毛萍莉,王峰. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2014(04)
[6]Zr对Mg-6Zn-2Y合金组织及凝固行为的影响[J]. 黄张洪,曲恒磊,富招弟,孙丹,舒滢,杨健,杨建朝. 金属热处理. 2011(09)
[7]先进镁合金材料及其在航空航天领域中的应用[J]. 丁文江,付彭怀,彭立明,蒋海燕,王迎新,吴国华,董杰,郭兴伍. 航天器环境工程. 2011(02)
[8]镁合金在汽车工业和3C产品中的应用[J]. 李轶,程培元,华林. 江西有色金属. 2007(02)
[9]AZ6X镁合金的糊状区特性表征[J]. 马跃群,梁松茂,陈荣石,韩恩厚. 金属学报. 2007(03)
[10]合金的热裂机理及其研究进展[J]. 王业双,王渠东,丁文江,卢晨. 特种铸造及有色合金. 2000(02)
博士论文
[1]亚共晶Al-Si合金热裂形成过程的研究[D]. 许荣福.山东大学 2014
[2]稀土镁合金中的长周期堆垛有序结构相及其对组织与性能的影响[D]. 李扬欣.上海交通大学 2014
硕士论文
[1]镁合金在医疗领域的应用研究[D]. 周俊岑.西南大学 2014
本文编号：3382371
【文章来源】：沈阳工业大学辽宁省
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
凝固收缩补偿理论示意图
沈阳工业大学硕士学位论文10误差标准，将所有合金的重量误差控制在5%以内。由于纯镁的烧损严重，所以在理论值上上调5%。所有试验都是先加纯镁并通入保护气，N2和SF6的流量分别为5L/min和30ml/min。使用涂有氮化硼（BN）的不锈钢坩埚在带有硅棒温度控制器的电阻炉中熔化纯Mg，然后将纯Cu，纯Zn，Mg-25wt.％Y中间合金和Mg-30wt.％Zr中间合金放入700℃的熔体中。待所有金属完全熔化，为了使合金元素完全分散并均匀混合，将熔体搅拌5分钟，然后在浇铸前于700℃保持30分钟。将熔融合金倒入预热至280℃的模具中。每个测试至少重复三遍，以确保可重复性。2.3实验设备2.3.1实验测试系统本实验的核心装置是带有约束杆的“T”型铸造模具，模具首先与力学传感器相连接实时采集力的传感信号，力学传感器则连接着数据采集装置和计算机，可以将实时的传感信号转化为精准的数字信号在计算机上被记录下来以便之后的分析处理。如图2.1所示就是整套试验测试系统的示意图。图2.1热裂实验测试系统Fig.2.1Hotcrackingtestsystem2.3.2实验模具“T”型模具实物图如图2.2a。表面涂有防腐涂层，主要由连接传感器的145mm钢制螺纹杆及另一端的“T”型直浇道组成。
第2章实验设备及实验方法11图2.2b所示为“T”型模具剖面侧视图，由此可以更加清晰地看到其内部结构。最左侧的热电偶插入直至竖直和水平两浇道的交叉处，也就是容易产生热裂的热节处，目的是采集此处熔体的实时温度。而热节处之所以容易产生热裂，因为在凝固过程中，此处应力集中属于铸件的薄弱环节。若产生热裂纹被铸造杆包裹的螺纹杆就会将就会将力的变化传到传感器被捕捉下来。a“T”型模具实景图b各部分组装示意图图2.2模具整装示意图Fig.2.2Schematicdiagramofmoldassembly2.3.3模拟信号采集、转换及输出设备如图2.3所示，为力学传感器实物图，也就是螺纹钢杆除了连接铸造杆的一端，其另一端所连接的重要设备，其内部由压敏半导体部件做成，外部呈钢制的“S”型。它的尾部被螺钉固定在一块角铁上，其高度必须保证另一端螺纹钢杆与铸造杆保持同心轴，这样在采集力学信号时才能排除切应力的影响。图2.3传感信号采集器实物图Fig.2.3Physicaldiagramofsensorsignalcollector
【参考文献】：
期刊论文
[1]Mg-xZn-2Y合金的热裂敏感倾向性（英文）[J]. 王志,李一洲,王峰,黄原定,宋江凤,毛萍莉,刘正. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2016(12)
[2]Hot tearing susceptibility of MgZn4.5YxZr0.5 alloys and mechanism[J]. Yu Feng,Ping-li Mao,Zheng Liu,Zhi Wang,Jia-ming Qin,Feng Wang. China Foundry. 2016(03)
[3]Y元素对铸态Mg-Y合金组织和性能的影响[J]. 苗莉莉,张新,张奎,胡锦川,李宁,石阳,王长顺,张卫华. 特种铸造及有色合金. 2015(06)
[4]Effects of Sb Content on Solidification Pathways and Grain Size of AZ91 Magnesium Alloy[J]. Dan-Hui Hou,Song-Mao Liang,Rong-Shi Chen,Chuang Dong,En-Hou Han. Acta Metallurgica Sinica（English Letters）. 2015(01)
[5]稀土钇对Mg-Zn-Y-Zr合金热裂敏感性的影响（英文）[J]. 刘正,张斯博,毛萍莉,王峰. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2014(04)
[6]Zr对Mg-6Zn-2Y合金组织及凝固行为的影响[J]. 黄张洪,曲恒磊,富招弟,孙丹,舒滢,杨健,杨建朝. 金属热处理. 2011(09)
[7]先进镁合金材料及其在航空航天领域中的应用[J]. 丁文江,付彭怀,彭立明,蒋海燕,王迎新,吴国华,董杰,郭兴伍. 航天器环境工程. 2011(02)
[8]镁合金在汽车工业和3C产品中的应用[J]. 李轶,程培元,华林. 江西有色金属. 2007(02)
[9]AZ6X镁合金的糊状区特性表征[J]. 马跃群,梁松茂,陈荣石,韩恩厚. 金属学报. 2007(03)
[10]合金的热裂机理及其研究进展[J]. 王业双,王渠东,丁文江,卢晨. 特种铸造及有色合金. 2000(02)
博士论文
[1]亚共晶Al-Si合金热裂形成过程的研究[D]. 许荣福.山东大学 2014
[2]稀土镁合金中的长周期堆垛有序结构相及其对组织与性能的影响[D]. 李扬欣.上海交通大学 2014
硕士论文
[1]镁合金在医疗领域的应用研究[D]. 周俊岑.西南大学 2014
本文编号：3382371
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