Sn合金加压等温凝固工艺研究

发布时间：2017-09-27 16:25

  本文关键词：Sn合金加压等温凝固工艺研究

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【摘要】：加压铸造技术作为一种终形和近终形的成形方法,具有生产效率高、铸件尺寸精度高等特点,在制造业获得了广泛的应用。我们借鉴加压铸造技术,采用加压等温凝固的方法,在合金呈现液态时加高压,提高了合金的熔点,产生了过冷度,整个金属液处于过冷状态,使其在等温的状态下凝固,获得等轴晶组织,提高了合金的力学性能,为加压铸造提供新的实践。本文主要研究了加压等温凝固工艺对纯Sn、Sn-Bi合金、Sn-Sb合金组织的影响;以及合金元素Cu、Zn对Sn-Bi合金、Sn-Sb合金组织的影响。利用金相显微镜、X射线衍射仪、sigma扫描电子显微镜等仪器分析了各合金的微观组织、相组成。研究结果表明:纯Sn在240℃保温,分别在283Mpa、312Mpa、499 Mpa、749 Mpa压力下等温凝固,试件全部获得了等轴晶的组织。随着压力的增大,等轴晶逐渐细化,当压力增大到一定值时,继续提高压力对晶粒的细化效果不明显。Sn-10%Bi在233℃保温、Sn-10%Bi-0.5%Cu在232℃保温、Sn-10%Bi-2%Zn在222℃保温,并在749 Mpa的压力下等温凝固,获得了等轴晶的组织;在Sn-10%Bi合金中分别加入少量Cu元素和Zn元素,在晶界处有富Cu相和富Zn相的析出,这些析出相对晶界起到钉扎作用,阻碍了晶界的迁移,使组织得到了细化。Sn-5%Sb在255.6℃保温、Sn-5%Sb-0.5%Cu在254.9℃保温、Sn-5%Sb-0.5%Zn在256.0℃保温,并在749 Mpa的压力下等温凝固,获得了等轴晶树枝晶组织;在Sn-5%Sb合金中分别加入少量Cu元素和Zn元素,在晶界处有富Cu相和富Zn相的析出,这些析出相对晶界起到钉扎作用,阻碍了晶界的迁移,使组织得到了细化。加压等温凝固的方法改变了金属液的凝固方式,提高了合金熔点,导致过冷度增加,使金属液在整个体积内凝固,细化晶粒获得到等轴晶组织。
【关键词】：加压等温凝固 等轴晶 组织细化 过冷度
【学位授予单位】：沈阳航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG291
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-12
• 第1章 绪论12-23
• 1.1 加压铸造技术的研究现状及发展12-16
• 1.1.1 压力铸造12
• 1.1.2 压差铸造12
• 1.1.3 低压铸造12-13
• 1.1.4 挤压铸造13-16
• 1.2 Sn合金的研究现状及发展16-21
• 1.2.1 Sn合金的发展16
• 1.2.2 Sn合金的特点16-17
• 1.2.3 Sn合金的制备工艺及应用17-18
• 1.2.4 Sn合金的发展趋势18
• 1.2.5 Sn合金组织细化技术18-21
• 1.3 本文研究的目的、意义及主要内容21-23
• 1.3.1 本文研究的目的、意义21-22
• 1.3.2 本文研究的主要内容22-23
• 第2章 实验材料及研究方法23-29
• 2.1 实验材料及设备23-24
• 2.1.1 实验材料23
• 2.1.2 实验设备23-24
• 2.2 实验方法24-29
• 2.2.1 制备实验合金24
• 2.2.2 合金熔炼工艺24-25
• 2.2.3 差热分析25-26
• 2.2.4 合金的热处理26
• 2.2.5 合金的加压等温凝固26-27
• 2.2.6 材料的微观组织观察及分析27-29
• 第3章 加压等温凝固对纯Sn铸态组织的影响29-33
• 3.1 未加压纯Sn铸态微观组织29
• 3.2 加压等温凝固对纯Sn铸态组织的影响29-30
• 3.3 实验结果分析30-32
• 3.4 本章小结32-33
• 第4章 加压等温凝固对Sn-10Bi-X合金铸态组织的影响33-54
• 4.1 未加压Sn-10Bi-X合金铸态微观组织33-40
• 4.1.1 未加压Sn-10Bi合金铸态显微组织33
• 4.1.2 未加压Sn-10Bi-X合金铸态显微组织33-35
• 4.1.3 XRD及SEM-EDS物相分析35-38
• 4.1.4 热处理对Sn-Bi合金铸态组织的影响38-40
• 4.2 加压等温凝固对Sn-Bi-X合金铸态组织的影响40-46
• 4.2.1 加压等温凝固对Sn-10Bi合金铸态组织的影响40
• 4.2.2 加压等温凝固对Sn-10Bi-X合金铸态组织的影响40-41
• 4.2.3 XRD及SEM-EDS物相分析41-46
• 4.3 实验结果分析46-52
• 4.4 本章小结52-54
• 第5章 加压等温凝固对Sn-5Sb-X合金铸态组织的影响54-61
• 5.1 未加压Sn-5Sb-X合金的铸态微观组织54-56
• 5.1.1 未加压Sn-5Sb合金铸态显微组织54-55
• 5.1.2 未加压Sn-5Sb-X合金铸态显微组织55-56
• 5.2 加压等温凝固对Sn-5Sb-X合金铸态组织的影响56-57
• 5.2.1 加压等温凝固对Sn-5Sb合金铸态组织的影响56
• 5.2.2 加压等温凝固对Sn-5Sb-X合金铸态组织的影响56-57
• 5.3 实验结果分析57-60
• 5.4 本章小结60-61
• 结论61-62
• 参考文献62-65
• 致谢65-66
• 攻读硕士期间发表（含录用）的学术论文66

【参考文献】

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本文编号：930685