收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

超声处理挤压铸造Al-5.0Cu-0.6Mn合金的微观组织和力学性能研究

牛嘉运  
【摘要】:随着航空航天、交通运输领域的飞速发展,高性能铸造铝合金产品的需求也越来越大,Al-Cu合金由于其优良的综合力学性能而受到广泛关注。然而传统铸造工艺已经渐渐不能满足高性能铝合金的使用要求。目前,在铝合金铸造过程中,施加外场来改善其凝固组织已经得到了广泛应用,如挤压铸造铸造技术就是施加压力场。但单一外场在合金凝固过程中有诸多局限性。因此,在挤压铸造过程中施加其他外场来改善材料性能倍受关注。目前应用较多的主要有电磁场和超声场。本文以Al-5.0Cu-0.6Mn合金为研究对象。研究了超声-挤压复合场下不同参数对合金微观组织、力学性能的影响规律,重点研究了挤压压力和超声功率的作用。另外通过同步辐射X射线断层扫描技术,对不同功率下铸造合金的第二相以及孔洞进行了三维形貌重构。论文的主要工作和结论如下:采用正交试验优化了超声-挤压复合场下Al-5.0Cu-0.6Mn合金的工艺参数,分析了挤压压力、超声功率、超声时间和浇注温度对合金微观组织和力学性能的影响。挤压压力和超声功率是影响合金微观组织和力学性能的主要因素,贡献率分别为65.4%和29.3%。它们对微观组织的影响主要是大大减少了合金中的缩松缩孔等铸造缺陷,减小了合金的二次枝晶间距,细化了合金晶粒。降低了第二相在合金中的体积分数,使更多的铜元素固溶到基体中。合金在挤压压力为100MPa,超声功率600W,超声时间30s以及浇注温度为710℃时合金获得了最高的力学性能。重点分析了超声功率对Al-5.0Cu-0.6Mn合金微观组织和力学性能的影响,并初步探讨了其作用机制。无论是重力铸造还是挤压铸造,超声功率的提高都使得合金洛氏硬度有所提高,但是其影响效果不是线性的,当超声功率大于600W后效果不明显。超声功率的提高增加了合金的凝固速度,减小了二次枝晶间距,并且使第二相在基体中均匀的分布,这种效果在挤压铸造的合金中更为明显。另外,超声功率的提高还减小了重力铸造合金中的缩松缩孔等铸造缺陷。采用同步辐射X射线断层扫描技术,对超声功率300W和900W下合金中的第二相以及孔洞的三维形貌进行了重构。在300w的功率下,合金中Al_2C u相的体积分数为5.04%。在900w的功率下,合金中Al_2Cu相的体积分数为2.34%。超声功率的增加使得合金中的Al_2C u相由相互交错链接的网状变成了零散分布的椭球状和棒状,并且使得Al_2Cu相平均曲率分布的峰值有所增加,骨骼化分析的结果也表明其共用节点数减少,但是Al_2C u相的平均长度分布有所提高。合金中的孔洞主要以枝晶间的收缩孔洞为主,呈扁平的不规则形状。随着超声功率的增加,合金中最大孔洞的体积显著减小。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前18条
1 艾科研;陈卫强;范孝龙;;我国挤压铸造技术研究现状及展望[J];民营科技;2018年03期
2 张卫文;齐丕骧;朱德智;罗继相;赵海东;;铸造技术路线图:挤压铸造[J];铸造;2017年06期
3 袁方今;陈刚;张再磊;孟明艾;刘梦璐;;间接挤压铸造活塞模具设计与工艺优化[J];铸造技术;2017年07期
4 杨淼;邢书明;鲍培伟;;轧辊挤压铸造关键工艺参数的研究[J];特种铸造及有色合金;2014年08期
5 ;世界各国加紧镁铝合金挤压铸造的技术革新[J];特种铸造及有色合金;2013年01期
6 黄勇;高强;;探究现代挤压铸造设备的智能制造内涵[J];中国高新技术企业;2013年11期
7 陈娟娟;唐全波;赵建华;;铝合金连杆的双重挤压铸造模具设计[J];热加工工艺;2011年03期
8 赖国胜;钱娜;刘艳华;;半固态流变挤压铸造研究现状[J];热加工工艺;2011年05期
9 邓建新;邵明;;现代挤压铸造设备的智能制造内涵[J];机床与液压;2010年03期
10 邓建新;邵明;;基于公理设计的挤压铸造设备设计[J];铸造;2010年12期
11 齐丕骧;;挤压铸造生产技术进展[J];铸造技术;2007年S1期
12 赵鸿金,康永林,王朝辉,刘津伟,杜海亮;镁合金轴筒件直接挤压铸造的研究[J];特种铸造及有色合金;2005年10期
13 屈华昌;铝合金连杆轴套的挤压铸造[J];热加工工艺;1999年02期
14 梅健根;挤压铸造工艺的改进[J];洪都科技;1999年03期
15 ;挤压铸造中“跑边缝”的危害[J];洪都科技;1997年03期
16 吴斌;铝合金无变质熔炼挤压铸造的研究[J];内燃机配件;1990年03期
17 S.Okada;徐志昌;;全自动挤压铸造机的发展[J];模具技术;1990年01期
18 挤压铸造工艺与设备考察团;美国挤压铸造发展概况[J];兵器材料科学与工程;1987年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 高博;;三维动画技术在挤压铸造工艺设计中的应用研究[A];2017冶金企业管理创新论坛论文集[C];2017年
2 张晶华;陈定方;罗继相;;汽车拨叉件的挤压铸造模具运动仿真[A];湖北省机械工程学会设计与传动专业委员会暨武汉市机械设计与传动学会第18届学术年会论文集[C];2010年
3 郑超;;体育器材挤压铸造技术的最新发展[A];2017年博鳌医药论坛论文集[C];2017年
4 张强;朱晔;修子扬;武高辉;;挤压铸造法制备AlN/Al复合材料的拉伸与热膨胀性能[A];复合材料——基础、创新、高效:第十四届全国复合材料学术会议论文集(上)[C];2006年
5 毛卫民;郑秋;朱达平;汤国兴;;半固态A356铝合金流变挤压铸造[A];中国铸造行业第四届高层论坛论文集[C];2009年
6 张博文;王扬卫;朱静波;范亚斌;;挤压铸造工艺制备SiC_(3D)/Al复合材料的辅助模具研究[A];第十九届全国高技术陶瓷学术年会摘要集[C];2016年
7 邢志威;杨海波;陈学文;;汽车控制臂挤压铸造数值模拟及工艺优化[A];第十届中国钢铁年会暨第六届宝钢学术年会论文集II[C];2015年
8 董泰山;龙思远;廖慧敏;原帅;;挤压铸造AZ81E镁合金固溶处理后的组织和性能[A];2011重庆市铸造年会论文集[C];2011年
9 李吉红;宁小光;叶恒强;沈保罗;;不同热循环下K_2O·8TiO_2/ZL109Al复合材料的相分析[A];第八次全国电子显微学会议论文摘要集(Ⅱ)[C];1994年
10 武高辉;修子扬;张强;宋美慧;朱德志;;一种环保型电子封装用复合材料[A];2006年全国光电技术学术交流会会议文集(E 光电子器件技术专题)[C];2006年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 邓建新;挤压铸造成形系统的研究[D];华南理工大学;2010年
2 陈云;镁合金挤压铸造成形机理及实验研究[D];武汉理工大学;2013年
3 方晓刚;稀土镁合金超声振动制浆及其流变挤压成形组织与性能研究[D];华中科技大学;2017年
4 白彦华;大高径(厚)比锌铝合金铸件挤压铸造工艺技术研究[D];沈阳工业大学;2008年
5 李桂荣;原位制备颗粒增强铝基复合材料的组织控制和性能研究[D];江苏大学;2007年
6 廖慧敏;镁合金铸锻复合成形组织与性能研究[D];重庆大学;2009年
7 牛晓峰;镁合金挤压铸造过程数值模拟技术研究[D];太原理工大学;2011年
8 林波;挤压铸造Al-5.0Cu合金中富铁相形成特点及力学性能研究[D];华南理工大学;2014年
9 杨玲;Mg-Zn-RE准晶中间合金的制备及挤压铸造准晶增强镁基复合材料研究[D];中北大学;2014年
10 魏红梅;挤压铸造SiC_w/Al-18Si复合材料凝固行为的研究[D];哈尔滨工业大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李芳东;挤压铸造A356-SiCp复合材料摩擦磨损性能的研究[D];华南理工大学;2018年
2 牛嘉运;超声处理挤压铸造Al-5.0Cu-0.6Mn合金的微观组织和力学性能研究[D];华南理工大学;2018年
3 李良艺;摩托车右曲轴箱壳多向挤压铸造温度的研究[D];浙江工业大学;2012年
4 张再磊;活塞用原位Al_2O_3颗粒增强铝基复合材料的制备及挤压铸造成型研究[D];江苏大学;2017年
5 张鹏;基于A356.2铝合金汽车螺簧座挤压铸造技术研究[D];武汉理工大学;2015年
6 陈泽邦;流变挤压铸造ZCuSn10Pl铜合金轴套的组织和力学性能研究[D];昆明理工大学;2017年
7 董梦龙;铝合金振动挤压铸造的机理研究及其装置设计[D];华南理工大学;2015年
8 万志国;铝合金双重挤压铸造成型工艺研究[D];浙江工业大学;2010年
9 王利波;间接挤压铸造高强韧铝合金的研究[D];沈阳工业大学;2006年
10 石瑛楠;挤压铸造锌铝合金力学性能及摩擦磨损性能的研究[D];沈阳工业大学;2007年
中国重要报纸全文数据库 前3条
1 王祝堂;镁合金的挤压铸造[N];中国有色金属报;2016年
2 曹佳音;镁行业5个项目获国家基金支持[N];中国有色金属报;2006年
3 叶东蕾;汽车用铝制品技术的专利部署[N];中国知识产权报;2007年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978