ZA27合金及其复合材料的半固态非枝晶组织制备研究

发布时间：2020-10-25 02:41

　　 本文分别以ZA27合金和SiC_p/ZA27复合材料为研究对象，以K_2ZrF_6为变质剂， 采用半固态等温热处理的方法，研究了ZA27合金的相变、Zr含量对ZA27合金半 固态组织影响以及对演变速率的影响和SiC_p/ZA27复合材料的组织演变过程。 结果发现，ZA27合金经0.01～1％Zr处理时，随Zr含量的增加，生成的Zr（Al，Zn）_3 高熔点化合物增多，促进初生相非均质形核，使初生相得以细化。在460℃保温30min 时，Zr含量越高，铸态组织越细小，越容易熔化，非枝晶化的速率越快，所获得 的半固态组织越细小，半固态极限尺寸越小。当Zr含量达到0.04％时，就能获得 符合触变成形所需的半固态组织。但Zr量超过0.2％时，圆整度下降，Zr含量为0.2％ 时，其半固态组织的圆整度最好。 0.4％Zr处理的ZA27合金在半固态等温热处理时，主要发生了以下相变：首先 是晶界处或枝晶臂间的共晶组织η相中的Zn原子和初生α'相的Al原子通过β 相互相扩散溶解，分别生成富Zn和富Al的过饱和固溶体，经淬火保留到室温， 又分别发生分解反应：β→β+η，α'→α+η。随着保温时间的延长，10min后， 成分已均匀化，基本上成为单相组织，未溶于α'相的共晶η相和β相中的η相开 始熔化。10～20min，η相熔化数量增多且彼此连接，把块状组织分成了许多小的 近球状组织。20min后，温度趋于恒定，再没有什么特殊的相变，固、液两相处 于动态平衡中。 另外，0.6％Zr处理的SiC_p/ZA27复合材料在460℃保温30～40min时，可以获 得组织细小、圆整度好的半固态非枝晶组织。其组织的演变同ZA27合金的演变相 似，由于SiC_p的加入，阻碍了晶粒的合并，避免了均一的大组织的形成，增加了 位错密度，加速了原子的扩散。因此，复合材料的演变速率快与基体合金。SiCp/ZA27 复合材料的组织粗化现象不如基体合金明显。
【学位单位】：甘肃工业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2001
【中图分类】：TG146;TB333
【文章目录】：
中文摘要
英文摘要
第一章 绪论
    1.1 锌基复合材料的意义
        1.1.1 锌基合金的发展
        1.1.2 锌基复合材料的发展
    1.2 半固态铸造技术的发展
        1.2.1 流变成形
        1.2.2 触变成形
    1.3 半固态成形技术优点
        1.3.1 工艺方面
        1.3.2 产品方面
    1.4 工业应用现状
        1.4.1 国外情况
        1.4.2 国内情况
    1.5 本文研究的主要内容
    1.6 创新点
第二章 实验
    2.1 实验材料的选取
        2.1.1 基体合金的选取
        2.1.2 变质剂的选取
        2.1.3 增强体的选取
    2.2 实验方法
        2.2.1 实验材料
        2.2.2 熔炼工艺
        2.2.3 制备复合材料
        2.2.4 实现方案
第三章 实验结果与分析
    3.1 ZA27合金的铸态组织
        3.1.1 共晶组织
        3.1.2 β相的分解
        3.1.3 α′相的分解
    3.2 ZA27合金在半固态等温热处理中的相变
        3.2.1 ZA27合金在半固态等温热处理中的成分变化
        3.2.2 ZA27合金在半固态等温热处理中的温度变化
        3.2.3 ZA27合金在半固态等温热处理中的相变分析
    3.3 Zr含量对ZA27合金半固态组织影响
        3.3.1 Zr含量对ZA27合金铸态及其半固态组织的影响
        3.3.2 Zr含量对ZA27合金组织演变速率的影响
        3.3.3 Zr含量对ZA27合金半固态组织长大的影响
        3.3.4 Zr的作用机理
        3.3.5 颗粒长大的讨论
p/ZA27复合材料的组织演变'>    3.4 SiC_p/ZA27复合材料的组织演变
p/ZA27复合材料在半固态等温热处理中的组织演变'>        3.4.1 SiC_p/ZA27复合材料在半固态等温热处理中的组织演变
        3.4.2 保温时间对SiCp/ZA27复合材料半固态组织的影响
第四章 结论
结束语
参考文献
致谢

【参考文献】

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本文编号：2855334