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Al-30Si半固态触变压铸工艺研究

作　者: 张威
导　师: 阎峰云
学　校: 兰州理工大学
专　业: 材料加工工程
关键词: Al-30Si 半固态等温处理触变压铸工艺参数
分类号: TG249.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 31次
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内容摘要

本文以Al-30Si作为实验材料,研究了经磷盐变质后的Al-30Si在等温处理过程中的组织演变过程,分析了等温处理工艺对Al-30Si组织的影响,探讨了等温处理过程中组织演变的机理;还研究了等温处理工艺和压铸工艺参数对Al-30Si半固态触变压铸组织和性能的影响。做为对比,还对Al-30Si液态压铸做了相应的研究。研究结果表明:磷盐的加入量达到1%时Al-30Si组织中的初生硅尺寸最小,分布最均匀,组织最好;初生硅从原来的200μm减小到平均值为26μm。φ15mm试棒心部和外部的组织变化不大,φ75mm的试棒从外部到心部初生硅的尺寸逐渐增加,从40μm增加到50μm。在等温处理过程中,随保温温度或保温时间的增加Al-30Si组织中低熔点的共晶先开始熔化;渗透的液相相互间连成一个连续的网状,将共晶α相包围在其中,形成球状或近球状的α相。再增加保温时间,球状的α相尺寸逐渐减小直至消失;在水淬后,α相在初生硅周围形核长大,得到一种葵花状的组织。初生硅在等温处理过程中随保温时间的增加,先是熔化减小随后合并长大,且逐渐在圆整化。等温处理水淬后,Al-30Si的布氏硬度和耐磨性较铸态有大幅提高。随着浇注温度的升高Al-30Si液态压铸组织中的初生硅的尺寸在不断减小,温度从780℃升高到820℃时出现了大幅度的减小,再升高温度时则变化不明显。抗拉强度随温度的变化和初生硅尺寸变化趋势相反;布氏硬度随浇注温度的升高没有表现出明显的规律,但整体是在减小。压射速度对Al-30Si液态压铸组织的影响要比温度变化产生的影响小很多。随着压射速度的增加,抗拉强度和布氏硬度都呈现出了先增大后减小的趋势。触变压铸组织和半固态前相比,初生硅的形貌更加圆整,针状的共晶硅消失,而α-Al的的枝晶被打碎,以弥散的颗粒状分布;在固相率较高时,α相形态为球状或近球状。抗拉强度在620℃下保温100 min和120 min时,随压射速度的增加呈现出先增加后减小的趋势,在630℃下保温120 min时,抗拉强度随压射速度的增加而逐渐减小。布氏硬度值随增加保温时间或升高保温温度而减小;随压射速度的增大先增大后减小。

全文目录

摘要  7-8
Abstract  8-10
第1章绪论  10-20
  1.1 过共晶铝硅合金概述  10-15
    1.1.1 过共晶铝硅合金的特点与应用  10-11
    1.1.2 过共晶铝硅合金的研究现状  11-14
    1.1.3 过共晶铝硅合金存在的问题  14-15
  1.2 半固态成形技术研究现状  15-18
    1.2.1 半固态成形技术的特点  15-16
    1.2.2 半固态触变压铸的特点  16
    1.2.3 铝硅合金半固态成形现状  16-18
  1.3 本论文研究内容及意义  18-20
    1.3.1 研究内容  18
    1.3.2 课题意义  18-20
第2章变质及锭料尺寸对Al-30Si 铸态组织影响  20-26
  2.1 实验方案  20-22
    2.1.1 实验材料及设备  20-21
    2.1.2 合金熔炼及浇注  21
    2.1.3 试样制备及检测  21-22
  2.2 实验结果与分析  22-25
    2.2.1 磷盐复合变质对Al-30Si 铸态组织的影响  22-24
    2.2.2 锭料尺寸对Al-30Si 铸态组织的影响  24-25
  2.3 本章小结  25-26
第3章半固态等温处理实验  26-42
  3.1 实验过程与方案  26-27
    3.1.1 等温处理实验  26-27
    3.1.2 力学性能检测  27
  3.2 实验结果与分析  27-40
    3.2.1 等温处理温度对合金组织的影响  27-28
    3.2.2 等温处理时间对合金组织的影响  28-30
    3.2.3 等温处理过程中组织演变分析  30-36
    3.2.4. 等温处理对 Al-30Si 性能的影响  36-40
  3.3 本章小结  40-42
第4章压铸实验  42-63
  4.1 实验过程与方案  42-45
    4.1.1 实验设备  42-43
    4.1.2 液态压铸实验  43-44
    4.1.3 触变压铸实验  44-45
    4.1.4 力学性能检测  45
  4.2 液态压铸实验结果与分析  45-53
    4.2.1 浇注温度对Al-30Si 压铸组织的影响  45-47
    4.2.2 浇注温度对Al-30Si 液态压铸性能的影响  47-49
    4.2.3 压射速度对Al-30Si 液态压铸组织的影响  49-50
    4.2.4 压射速度对Al-30Si 液态压铸性能的影响  50-53
    4.2.5 本节小结  53
  4.3 触变压铸验结果与分析  53-60
    4.3.1 等温处理工艺对Al-30Si 触变压铸组织和性能的影响  53-57
    4.3.2 压射速度对Al-30Si 触变压铸组织和性能的影响  57-59
    4.3.3 本节小结  59-60
  4.4 液态压铸和触变压铸讨论  60-61
    4.4.1 工艺流程  60
    4.4.2 微观组织  60-61
    4.4.3 力学性能  61
  4.5 本章小结  61-63
结论与展望  63-65
参考文献  65-70
致谢  70-71
附录A 攻读学位期间所发表的论文目录  71

Al-30Si半固态触变压铸工艺研究

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