铝铜合金纳米粉细化剂的研究

发布时间：2017-08-24 03:35

  本文关键词：铝铜合金纳米粉细化剂的研究

  更多相关文章： TiC 多相粉体分散 B_4C 细化剂 平均晶粒尺寸

【摘要】：随着社会的不断发展,铝合金材料在工业化的进程中越来越体现出其重要的地位。以常规铝钛硼细化剂为例,铝合金细化处理能够有效的改善其组织,从而提高其综合性能。根据细化剂的作用机理,本文对TiC和B_4C纳米陶瓷粉对Al-4.5%Cu合金的细化效果进行了研究。研究中,首先分别通过多相粉体分散技术,以及在Mg-Li基体中进行分散的分散预处理技术,对TiC和B_4C的分散工艺进行了研究。根据实验结果,当分散剂吐温80的加入量为0.6vol.%,分散悬浊液的pH值为8时,此工艺为TiC的一种较好的分散工艺。经扫描电镜下对比分析分散前后纳米粉的颗粒大小发现,该分散工艺能够将TiC的颗粒大小从1.34μm减小到0.69μm。在扫描电镜下观察发现,经分散预处理技术分散后,在B_4C粉末中出现了尺寸极小的颗粒。随后,将分散前后适量的TiC、B_4C以及铝钛硼制成了9种细化Al-4.5%Cu合金的细化剂,而后分别对其细化效果进行了研究。首先,在690℃下将由分散前后的TiC和B_4C及铝钛硼制成的9种细化剂加入到Al-4.5%Cu熔体中进行细化处理,经过对比纳米粉细化剂作用下的铸件尺寸和铝钛硼作用下的铸件尺寸后发现,两种纳米粉均能对Al-4.5%Cu合金组织起到细化作用,且其细化效果均比铝钛硼的细化效果好。其中,分散前或分散后的TiC纳米粉的细化效果最好,能够将铸件的平均晶粒尺寸从细化前的约92μm,细化到约52μm,B_4C纳米粉细化剂的细化效果相对最差。在熔体处理温度为720℃下,从9种细化剂中选取分散前的TiC纳米粉细化剂、分散前的B_4C纳米粉细化剂及铝钛硼细化剂,加入到Al-4.5%Cu合金液中。经过对比铸件试样的平均晶粒尺寸后发现,分散前的B_4C纳米粉细化剂的细化效果相对TiC较好,能够将铸件的平均晶粒尺寸从约86μm,细化到约55μm。两种纳米粉细化剂的细化效果均比铝钛硼的细化效果好,经两种纳米粉细化剂细化后的铸件平均晶粒尺寸均比标准ZL205A试样的平均晶粒尺寸小。
【关键词】：TiC 多相粉体分散 B_4C 细化剂 平均晶粒尺寸
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG292
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 绪论8-18
• 1.1 课题研究的背景和意义8
• 1.2 铝铜合金细化剂的国内外研究现状8-11
• 1.3 纳米陶瓷粉细化的研究现状11-15
• 1.3.1 TiC和B_4C纳米粉分散机理及分散研究现状11-12
• 1.3.2 纳米陶瓷粉的细化机理及细化研究现状12-15
• 1.4 存在的问题及本文的研究内容15-18
• 第2章 实验材料及方法18-25
• 2.1 实验材料18
• 2.2 实验设备18-19
• 2.3 实验方法19-23
• 2.3.1 分散实验方法19-21
• 2.3.2 细化实验方法21-23
• 2.4 实验结果分析方法23-25
• 2.4.1 分散实验结果分析方法23-24
• 2.4.2 细化实验结果分析方法24-25
• 第3章 TiC和B_4C纳米粉分散工艺的研究25-39
• 3.1 引言25
• 3.2 纳米粉TiC分散工艺的研究25-36
• 3.2.1 TiC分散介质的选择25-26
• 3.2.2 Zeta电位值分析26-31
• 3.2.3 沉降量分析31-34
• 3.2.4 微观形貌对比34-36
• 3.3 B_4C纳米粉分散工艺的研究36-38
• 3.4 本章小结38-39
• 第4章 TiC和B_4C纳米粉对Al-4.5%Cu合金组织的影响39-58
• 4.1 引言39
• 4.2 Al-4.5%Cu母材的配制39-40
• 4.3 铝钛硼细化剂对Al-4.5%Cu合金组织的影响40-46
• 4.4 纳米粉TiC对Al-4.5%Cu合金组织的影响46-49
• 4.5 纳米粉B_4C对Al-4.5%Cu合金组织的影响49-52
• 4.6 TiC和B_4C混合纳米粉对Al-4.5%Cu合金组织的影响52-55
• 4.7 熔体处理温度对该两种纳米粉细化作用的影响55-57
• 4.8 本章小结57-58
• 结论58-59
• 参考文献59-64
• 致谢64

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本文编号：728977