A357合金半固态流变挤压铸造特性研究

发布时间：2017-08-30 03:18

  本文关键词：A357合金半固态流变挤压铸造特性研究

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【摘要】：通过本文的研究获得了优化之后的SSRTM流变成形最佳制浆工艺参数:搅拌熔体初始温度640~650℃,搅拌速度600r/min,搅拌熔体终止温度605~610℃。在此制浆工艺条件下获得了较理想的A357合金半固态球状组织,初生α(Al)平均晶粒尺寸74μm,形状因子为0.86;与纯液态挤压相比,半固态流变挤压A357合金U字形试样产生缩孔、疏松陷倾向性较小,合金试样显微组织形态以近球状为主,合金试样本体解剖力学性能达到抗拉强度335MPa、屈服强度271MPa、延伸率7.5%,硬度108HBW;在搅拌时间0.5~3min、搅拌温度606~610℃的条件下,采用自行开发设计的等温搅拌工艺能够稳定、可控、高效地制备A357合金半固态浆料。研究发现,浆料组织中出现先结晶析出的非枝晶αA-(Al)晶粒和尺寸较细小后结晶析出的非枝晶αB-(Al)两种晶粒;随着等温搅拌时间的增加,先、后结晶析出的αA-(Al)和αB-(Al)晶粒其晶粒尺寸均随之逐渐增大,但形状因子无明显变化规律;不同搅拌温度下,先结晶析出的晶粒αA-(Al),其晶粒尺寸呈现出半固态浆料温度越低,其晶粒尺寸越大的规律;而后结晶析出的晶粒αB-(Al)在601-603℃等温搅拌条件下晶粒尺寸最小,最小达到53μm。
【关键词】：A357铝合金 半固态 流变成形特性 等温搅拌 非枝晶组织
【学位授予单位】：机械科学研究总院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG249.2
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-12
• 第一章 绪论12-28
• 1.1 本课题研究目的及意义12
• 1.2 流变成形技术概况12-26
• 1.2.1 低过热度弱机械搅拌式流变成形技术12-15
• 1.2.2 低过热度倾斜板浇注式流变成形技术15-16
• 1.2.3 CSIR流变成形技术16-18
• 1.2.4 RheoMetal流变成形技术18-19
• 1.2.5 偏旋热焓平衡式流变成形技术19-21
• 1.2.6 连续流变转换式流变成形技术21-22
• 1.2.7 气泡搅拌式流变成形技术22-26
• 1.3 本课题主要研究内容26
• 1.4 本课题的研究技术路线26-28
• 第二章 试验条件及方法28-36
• 2.1 实验设备及材料28-32
• 2.1.1 实验装置及设备28-30
• 2.1.2 实验用挤压模具30-31
• 2.1.3 实验材料31-32
• 2.2 实验过程32-36
• 2.2.1 合金熔炼32
• 2.2.2 A357铝合金半固态浆料的制备32-33
• 2.2.3 A357铝合金U字形试样液态/半固态流变挤压成形33-34
• 2.2.4 U字形试样X射线探伤34
• 2.2.5 综合性能试验34-36
• 第三章 搅拌工艺对A357合金半固态组织的影响36-51
• 3.1 制备半固态浆料过程中浆料固相率与温度场数值模拟36-39
• 3.1.1 物理模型与边界条件的设定36-37
• 3.1.2 模拟计算与实际制浆结果分析及对比37-39
• 3.2 搅拌终止温度对A357合金半固态组织的影响39-42
• 3.3 搅拌速度对A357合金半固态组织及浆料内部质量的影响42-47
• 3.3.1 搅拌速度对A357合金半固态浆料组织的影响42-45
• 3.3.2 搅拌速度对A357合金半固态浆料重力成形试棒内部质量的影响45-47
• 3.4 搅拌初始温度对A357合金半固态组织的影响47-50
• 3.5 本章小结50-51
• 第四章 A357合金半固态流变挤压特性研究51-63
• 4.1 半固态流变挤压对A357合金收缩缺陷的影响51-54
• 4.2 半固态流变挤压对A357合金组织及力学性能的影响54-62
• 4.2.1 半固态流变挤压对A357合金组织的影响54-56
• 4.2.2 挤压试样力学性能结果与分析56-62
• 4.3 本章小结62-63
• 第五章 等温搅拌对A357合金半固态组织演变规律及其力学性能的影响63-76
• 5.1 实验原理及方法63-64
• 5.2 等温搅拌工艺对A357合金半固态球状组织演变规律的影响64-73
• 5.3 等温搅拌工艺对流变重力浇注A357合金试样力学性能的影响73-75
• 5.4 本章小结75-76
• 第六章 机械搅拌条件下半固态组织球化机理探讨76-81
• 6.1 强制搅拌对流作用对半固态非枝晶组织形成的影响78-79
• 6.2 短时机械搅拌条件下半固态非枝晶组织形成机理分析79
• 6.3 长时等温机械搅拌条件下半固态非枝晶组织形成机理分析79-80
• 6.4 本章小结80-81
• 结论81-82
• 参考文献82-86
• 致谢86-87
• 在学期间发表论文和参加科研情况87

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本文编号：756976