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《南昌大学》 2011年
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锌铝合金凝固过程数值模拟及试验研究

徐金华  
【摘要】:锌铝合金作为一种铜的替代材料,在近年来受到越来越多的关注和研究,但高铝锌合金固液相区间温度高,在铸造过程中易出现组织缩孔缩松现象,特别在大尺寸的铸件中,限制了其在工程领域的使用。本文以含A1量9%的锌铝合金为研究对象,对大直径(114mm)的圆柱形合金锭的铸造过程进行研究。 1.建立了普通金属型铸造试验条件下的大直径锌铝合金的几何及物理模型,利用Procast软件对锌铝合金锭的凝固传热过程进行模拟,得到铸锭凝固过程的温度场分布,并对凝固过程的缩松情况进行分析预测,得到了铸锭的缩松及收缩体积分数分布,模拟结果与试验吻合。 2.在数值分析的基础上,利用正交试验分析法研究浇铸温度、不同铸型预热温度、不同表面换热系数等工艺参数对铸锭的缩松情况的影响。 3.为了获取质量优良的锌铝合金锭,本文讨论了在金属凝固过程中机械振动和压力对金属凝固的影响,.并将压力和振动两种工艺引入锌铝合金锭的浇铸过程中,自制了能承受压力和振动的铸型。分别在振动、压力以及振动与压力的组合条件下制得锌铝合金锭。 4.为了研究振动及压力对锌铝合金的质量影响,对所制得合金锭进行取样分析,通过与普通金属型铸锭试样进行对比我们发现振动和压力均能使锌铝合金的组织细化,力学性能得到提高;随着压力的增大,抗拉强度也程上升趋势;振动和压力的组合能使合金的性能得到进一步的提升,当压力达到1.0Mpa时,锌铝合金的平均抗拉强度从常态的175.63Mpa上升到232.3Mpa,但是压力的增加,对振动有一定的抑制作用。
【学位授予单位】:南昌大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TG244.3

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