ZLSi7Cu2Mg合金热等静压工艺研究

发布时间：2017-08-18 17:38

  本文关键词：ZLSi7Cu2Mg合金热等静压工艺研究

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【摘要】：ZLSi7Cu2Mg合金不仅有着良好的铸造性能，而且具有较好的气密性和综合性能，成为工业应用较广的合金之一。车辆发动机机体、缸盖等铝合金铸件因形状复杂，承受的载荷较大，所以力学性能要求较高，而消除铸件内部的缩孔、缩松和气孔等铸造缺陷是提高铸件致密度，满足其力学性能要求的重要途径。本文利用热等静压处理来实现这一目标，进而展开对ZLSi7Cu2Mg合金热等静压的工艺研究。 本文以ZLSi7Cu2Mg合金为研究对象，首先，通过对合金的高温流变行为的研究，拟定了四组合理的热等静压工艺方案。然后，通过制备原始（未经热等静压处理）状态与经热等静压处理状态（四组工艺方案）的两批合金铸件，利用显微组织观察、室温力学拉伸试验、断口形貌分析等方法进行组织与性能的对比，总结了ZLSi7Cu2Mg合金铸件经热等静压处理后其组织和性能的变化规律。最后，对比不同热等静压工艺处理的铸件的力学性能，研究出了ZLSi7Cu2Mg合金最佳的热等静压工艺方案。 研究结果表明： ZLSi7Cu2Mg合金的高温流变应力主要与变形温度、应变速率及应变有关，随着变形温度的提高和应变速率的降低,合金的流变应力相应的减小。 热等静压处理能有效消除ZLSi7Cu2Mg合金铸件中的显微疏松与针孔缺陷，特别对于铸件薄壁或尺寸较小部位的效果更明显。同时，铸件中的气孔一定程度上也得到了压实或压小，但仍有极少数的气孔难以被消除。热等静压处理前后，ZLSi7Cu2Mg合金铸件的显微组织未发生明显变化。 经热等静压处理后，ZLSi7Cu2Mg合金铸件室温力学性能都有一定的提高，其中延伸率的提升较为显著，抗拉强度略有提升。热等静压前后，拉伸断裂方式未发生改变，皆为典型的韧性断裂。 对于ZLSi7Cu2Mg合金铸件，在一定的热等静压工艺参数范围内，压强越大或是温度越高，越有利于铸件室温力学性能的提升。此外，对于热等静压的主要工艺参数温度和压强，温度参数对热等静压工艺效果影响更为显著。最后，本文最终研究出了ZLSi7Cu2Mg合金最佳热等静压工艺方案，其温度和压力参数分别为450℃,120MPa。
【关键词】：ZLSi7Cu2Mg合金 热等静压 流变应力 显微组织 力学性能
【学位授予单位】：中北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG292
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 1 绪论11-21
• 1.1 选题背景及实用意义11-12
• 1.2 Al-Si 系铸造合金12-14
• 1.3 热等静压技术14-18
• 1.3.1 热等静压简介14-16
• 1.3.2 热等静压技术在铸件上的主要应用16-17
• 1.3.3 热等静压技术在实际应用的优势例举17-18
• 1.4 课题研究的目的和内容18-21
• 1.4.1 课题研究的目的18-19
• 1.4.2 课题研究的内容19-21
• 2 实验设计及研究方法21-35
• 2.1 试验材料21-22
• 2.2 试验工艺路线图22
• 2.3 ZLSi7Cu2Mg 合金的制备22-26
• 2.3.1 实验原材料和设备22-23
• 2.3.2 合金的熔炼及浇注23-26
• 2.4 ZLSi7Cu2Mg 合金热压缩流变实验26-28
• 2.4.1 实验设备及原理26-27
• 2.4.2 实验方法27-28
• 2.5 ZLSi7Cu2Mg 合金热等静压实验28-29
• 2.5.1 实验设备28
• 2.5.2 实验方法28-29
• 2.6 ZLSi7Cu2Mg 合金的热处理29-30
• 2.7 试样组织与力学性能的测定30-33
• 2.7.1 显微组织观察30-32
• 2.7.2 室温拉伸试验32-33
• 2.7.3 断口分析33
• 2.8 本章小结33-35
• 3 ZLSi7Cu2Mg 合金热等静压工艺参数研究35-38
• 3.1 ZLSi7Cu2Mg 合金高温流变行为35-36
• 3.1.1 合金的真应力—真应变曲线35-36
• 3.1.2 合金的流变行为分析36
• 3.2 合金的热等静压工艺参数研究36-37
• 3.3 本章小结37-38
• 4 热等静压对 ZLSi7Cu2Mg 合金显微组织的影响38-46
• 4.1 试样准备及测试方法38-40
• 4.1.1 试样准备38-39
• 4.1.2 测试方法39-40
• 4.2 试验结果与讨论40-45
• 4.2.1 铸造缺陷40-44
• 4.2.2 组织的观察44-45
• 4.3 本章小结45-46
• 5 热等静压对 ZLSi7Cu2Mg 合金室温拉伸性能的影响46-54
• 5.1 试样准备及测试方法46-47
• 5.1.1 试样准备46
• 5.1.2 测试方法46-47
• 5.2 试验结果与分析47-53
• 5.2.1 拉伸试验结果与分析47-52
• 5.2.2 拉伸断口分析52-53
• 5.3 本章小结53-54
• 6 ZLSi7Cu2Mg 合金热等静压工艺方案对比研究54-63
• 6.1 试样准备及研究方法54
• 6.1.1 试样准备54
• 6.1.2 研究方法54
• 6.2 试验结果与讨论54-60
• 6.2.1 金属型铸件热等静压工艺方案对比研究54-55
• 6.2.2 砂型铸件热等静压工艺方案对比研究55-60
• 6.3 热等静压最佳工艺方案的实际应用60-61
• 6.4 本章小结61-63
• 结论63-64
• 参考文献64-67
• 攻读硕士期间发表的论文及所取得的研究成果67-68
• 致谢68-69

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 王和堂，田桂琴，高和才，高明字;采用热等静压技术提高铸件质量和性能[J];纯碱工业;1995年02期

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6 游敏;铸铝件造型制芯技术的现状与发展[J];特种铸造及有色合金;1997年03期

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8 张U，

本文编号：695879