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原位反应近液相线铸造TiC_p/7075Al半固态坯料的二次加热组织演变

作　者: 张复懿
导　师: 刘慧敏
学　校: 内蒙古工业大学
专　业: 材料学
关键词: 原位反应近液相线铸造 TiC_p/7075Al半固态坯料二次加热晶粒长大
分类号: TG249.9
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

金属半固态成形技术结合了液态和固态金属成形的有利条件,具有许多优良的特性,被认为是21世纪金属制造的新兴技术之一,也是当前我国高技术产业化优先发展的重点之一。它分为流变成形和触变成形两种工艺,在实际生产中,主要采用的是后者。触变成形主要包括半固态坯料的制备、二次加热过程和半固态成形三个过程。目前,在为获得适宜于触变成形所需合理固-液比例的二次加热保温条件下,普遍存在二次加热过程中晶粒粗化现象,这将对成形件的性能产生不良影响,目前仍未找到有效的解决方法。因此,如何在二次加热过程中使其保持均匀、细小的等轴晶特征是半固态成形技术的关键。本文以7075铝合金为基体材料,通过原位反应近液相线铸造方法制备出X%TiC_p/7075Al半固态坯料(X=0、1.5%、3.4%、4.4%),并对进行二次加热试验。研究原位TiC颗粒对近液相线铸造7075Al合金半固态坯料的铸态组织与二次加热组织的影响。采用光学显微镜、扫描电镜和透射电镜观察半固态组织,利用Image Tool软件及平均截线法测量晶粒等积圆直径,寻找不同二次加热工艺参数(如加热温度、保温时间等)条件下的晶粒等积圆直径与加热温度、保温时间之间的关系,建立二次加热过程中的晶粒长大动力学模型,并对实测值与理论计算值进行误差比较。结果表明,原位TiC颗粒不仅使近液相线铸造7075基体合金半固态坯料的铸态组织直接转变为具有均匀、细小的等轴晶组织,而且在二次加热过程中,对晶粒的长大行为有较为明显的抑制作用。在相同的二次加热工艺参数下,随着原位TiC颗粒含量的增加,这种抑制作用逐渐增强,经统计,当原位TiC颗粒含量达到4.4%(质量分数)时,整体效果最理想,此时,其晶粒长大指数为3,而7075基体合金的晶粒长大指数为2,这表明TiC_p/7075Al半固态坯料在二次加热过程中晶粒长大趋势与7075基体合金相比较小,此时,晶粒长大演变规律与所建模型基本符合,误差值不超过10%,更加适合于半固态触变成形。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-8
第一章绪论  8-21
  1.1 课题研究背景  8-9
  1.2 金属半固态成形技术的研究与应用  9-15
    1.2.1 金属半固态成形技术及应用  9-11
    1.2.2 半固态成形的基本工艺过程  11-12
    1.2.3 金属半固态坯料的制备  12-15
  1.3 原位反应合成法的研究现状  15-19
    1.3.1 原位反应合成法的特点  15-17
    1.3.2 原位反应合成法的分类与应用  17-19
  1.4 研究目的与主要研究内容  19-21
    1.4.1 研究目的  19
    1.4.2 主要研究内容  19-21
第二章半固态坯料的制备及二次加热试验  21-26
  2.1 半固态坯料的制备  21-23
    2.1.1 半固态坯料制备工艺参数的选定  21-22
    2.1.2 半固态坯料的制备过程  22-23
  2.2 二次加热试验方案的确定  23-26
    2.2.1 二次加热工艺参数的选定  23-25
    2.2.2 二次加热试验方法  25-26
第三章原位TiC 颗粒对半固态坯料组织的影响  26-55
  3.1 反应温度对生成原位TiC 颗粒的影响  26-31
  3.2 原位TiC 颗粒对铸态组织的影响  31-34
  3.3 原位TiC 颗粒对二次加热组织的影响  34-55
    3.3.1 不同加热温度条件下的影响  34-44
    3.3.2 不同保温时间条件下的影响  44-55
第四章二次加热组织的演变规律  55-67
  4.1 晶粒长大动力学方程  56-64
    4.1.1 晶粒长大模型的提出  56
    4.1.2 模型中相关参数的确定  56-64
  4.2 晶粒长大指数(n)及粗化率常数(K)  64-67
结论  67-68
参考文献  68-73
致谢  73-74
在读期间取得的科研成果  74-75
作者简介  75

原位反应近液相线铸造TiC_p/7075Al半固态坯料的二次加热组织演变

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