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行波磁场铸造ZL205A合金件热处理工艺和性能研究

发布时间:2017-10-06 09:26

  本文关键词:行波磁场铸造ZL205A合金件热处理工艺和性能研究


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【摘要】:ZL205A合金铸造过程中施加行波磁场,可以获得组织致密化的凝固组织,此种致密化的凝固组织的铸件在热处理固溶过程中,原子扩散行为将发生的改变,这种改变将会对后续的热处理工艺产生影响,而对这种影响的研究目前进行的相对较少。本文以行波磁场铸造后获得的ZL205A合金铸件为研究对象,研究了行波磁场铸造ZL205A合金的热处理固溶工艺以及在已获得的固溶工艺下的热处理性能。对行波磁场铸造ZL205A合金的热处理固溶工艺是否缩短以及在此工艺下热处理的性能是否提高进行了深入的探讨。通过定性与定量分析方法对行波磁场铸造ZL205A合金热处理固溶工艺进行研究,首先固定固溶时间,在不同温度下,对Al2Cu固溶相溶解量进行定性的分析,然后通过温度与合金硬度、强度的变化关系对此固溶工艺进行评价。研究得到,随固溶温度升高,固溶相溶解量不断增加,而合金硬度、强度变化有先是升高,升高到一定程度后又有略微减小的趋势,最终通过这些变化关系的分析,得到较佳的热处理固溶工艺。依照上述方法对行波磁场铸造ZL205A合金热处理固溶时间进行同样的研究,得到了较佳的热处理固溶时间。进而得到较佳的热处理固溶工艺,即有行波磁场与无行波磁场铸造ZL205A合金较佳的热处理固溶温度和保温时间均相同,但在同样固溶温度,相同合金强度条件下,有行波磁场较无行波磁场铸造ZL205A合金热处理固溶时间要短。在已获得的固溶工艺条件下,采用标准时效工艺(T5、T6、T7)对行波磁场铸造下获得的合金与未施加行波磁场铸造下获得的合金的力学性能进行比较可得,有行波磁场较无行波磁场铸造下获得的合金的力学性能均有所提高,T6态下,合金的抗拉强度、屈服强度与延伸率都达到最大值。合金断口形貌分析结果表明,行波磁场铸造下获得的合金件断口中存在更多且均匀分布韧窝,有利于合金的力学性能的提高,与合金的力学性能的研究结果有很强的对应关系。
【关键词】:ZL205A合金 行波磁场 固溶相 固溶工艺 热处理性能
【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】:2015
【分类号】:TG166.3;TG146.21
【目录】:
  • 摘要4-5
  • Abstract5-8
  • 第1章 绪论8-22
  • 1.1 选题的背景和意义8-9
  • 1.2 ZL205A的研究现状9-13
  • 1.2.1 ZL205A合金成分研究10
  • 1.2.2 ZL205A合金铸态组织研究10-12
  • 1.2.3 ZL205A合金性能的研究12-13
  • 1.3 ZL205A合金普通热处理的研究13-17
  • 1.3.1 ZL205A合金常用普通热处理工艺14-15
  • 1.3.2 ZL205A合金常用普通热处理现状15-17
  • 1.4 电磁场的金属材料固相均匀化过程的研究17-18
  • 1.5 行波磁场在铸造领域的研究和应用18-21
  • 1.5.1 行波磁场的激发原理和工作原理18-19
  • 1.5.2 行波磁场国内外研究现状19-21
  • 1.6 本文主要研究内容21-22
  • 第2章 实验方法和分析手段22-35
  • 2.1 实验材料和实验设备22-23
  • 2.1.1 实验材料22
  • 2.1.2 实验设备22-23
  • 2.2 铸件设计及砂型制造23-27
  • 2.2.1 铸件设计23-25
  • 2.2.2 砂型制造25-26
  • 2.2.3 铸件浇注步骤26-27
  • 2.3 试样制备及分析测试方法27-30
  • 2.3.1 金相试样的制备及分析方法28-29
  • 2.3.2 热处理拉伸试样的制备与测试方法29-30
  • 2.4 固溶工艺方案和热处理性能30-34
  • 2.4.1 实验因子的研究31-32
  • 2.4.2 固溶制度研究方案32-33
  • 2.4.3 热处理性能的研究33-34
  • 2.5 本章小结34-35
  • 第3章 行波磁场铸造ZL205A合金件热处理固溶相及工艺的研究35-56
  • 3.1 引言35
  • 3.2 ZL205A合金的铸态及热处理组织35-41
  • 3.2.1 热处理固溶升温阶梯的研究35-37
  • 3.2.2 ZL205A合金的铸态组织37-39
  • 3.2.3 ZL205A合金的热处理组织39-41
  • 3.3 行波磁场铸造ZL205A合金件固溶温度的研究41-46
  • 3.3.1 固溶温度对行波磁场铸造ZL205A合金Al_2Cu相的影响41-43
  • 3.3.2 固溶温度对行波磁场铸造ZL205A合金硬度的影响43-46
  • 3.4 行波磁场铸造ZL205A合金件固溶时间的研究46-55
  • 3.4.1 固溶时间对行波磁场铸造ZL205A合金Al_2Cu相的影响46-50
  • 3.4.2 固溶时间对行波磁场铸造ZL205A合金晶粒的影响50-51
  • 3.4.3 固溶时间对行波磁场铸造ZL205A合金硬度的影响51-55
  • 3.5 本章小结55-56
  • 第4章 行波磁场铸造ZL205A合金件热处理性能研究56-67
  • 4.1 抗拉强度对热处理固溶工艺进行的评价56-61
  • 4.1.1 固溶温度对行波磁场铸造ZL205A合金强度的影响56-59
  • 4.1.2 固溶时间对行波磁场铸造ZL205A合金强度的影响59-61
  • 4.2 不同时效工艺下合金的力学性能与断口形貌的分析61-66
  • 4.2.1 T5态下合金的力学性能与断口形貌的分析62-63
  • 4.2.2 T6态下合金的力学性能与断口形貌的分析63-64
  • 4.2.3 T7态下合金的力学性能与断口形貌的分析64-65
  • 4.2.4 不同的标准时效工艺下合金的力学性能的比较65-66
  • 4.3 本章小结66-67
  • 结论67-69
  • 参考文献69-75
  • 致谢75

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前6条

1 于桂林;高强度ZL205A铝合金飞机挂架铸造工艺[J];材料工程;2001年01期

2 徐严谨;苏彦庆;骆良顺;刘江平;陈晖;郭景杰;傅恒志;;磁场在材料凝固技术中的应用研究现状[J];稀有金属材料与工程;2012年03期

3 张北江,崔建忠,路贵民,张勤;外加电磁场对半连续铸造7075铝合金宏观偏析规律的影响[J];东北大学学报;2002年10期

4 罗传彪;樊振中;洪润洲;;ZL205A高强铝合金大型支架铸件的研制[J];特种铸造及有色合金;2013年06期

5 班春燕,巴启先,崔建忠,路贵民,訾炳涛;脉冲电流作用下LY12铝合金的微观结构和合金元素分布[J];物理学报;2001年10期

6 史晓平;李玉胜;;ZL205A合金偏析缺陷研究[J];铸造;2011年10期



本文编号:982024

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