2A50铝合金负重轮挤压铸造数值模拟优化及试验研究

【摘要】：结合了铸造和模锻两种工艺发展起来的挤压铸造工艺是近净成形技术的重要组成部分。该技术融合了铸造和模锻的优点,又避免了相关的缺陷。而铝合金负重轮是坦克装甲车行走装置的重要组成部分,通过挤压铸造工艺能够生产出质量较好的负重轮,取得较好的经济效益和社会效益。但是通过挤压铸造生产负重轮容易出现缩孔缩松和热裂缺陷。本文的主要目的在于通过数值模拟的方式探索缩孔缩松和热裂产生的机理。通过试验的方式研究局部补缩对负重轮制件各方面性能的影响。 首先建立了缩孔缩松和热裂判据,并通过ProCAST软件对铝合金负重轮制件凝固过程中温度场、固相率的动态变化进行了重点的关注,并预测了缩孔缩松的位置,同时观察应力应变场的动态变化,预测热裂位置。在对简单加载试验条件模拟之后,又模拟了增加负重轮制件的比压后,负重轮制件在温度场、应力应变场的变化情况及缩孔缩松和热裂缺陷的出现位置。模拟结果表明比压增加后对于消除上述缺陷有很大贡献。 根据数值模拟的结果为局部加载试验建立了牢固的理论基础,分析不同补缩量对于制件各方面性能的影响。将铝合金负重轮取件之后进行了热处理,而后进行了密度测量、硬度测量、拉伸力学性能试验、断口扫描、金相照片拍摄、能谱分析共计6个方面的内容。较为全面的分析了制件的密度分布情况、硬度变化情况、抗拉强度、断裂类型、断裂模式、裂纹扩展模式、晶粒平均尺寸、第二相分布、晶界成分等内容。对铝合金负重轮制件各方面性能检测结果进行了相应的定量和定性的分析,探讨了补缩量对各方面性能的影响规律。