收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

半固态显微组织形成演化与流变性的实时观察研究

李涛  
【摘要】: 半固态浆料制备中球晶组织形成机制及其与浆料独特流变性之间的耦合关系,多年以来一直是物理学家、流体学家、材料学家们及生产者广泛关注的研究热点。本文采用自行研制的透明模型合金半固态观察装置、透明模型合金半固态观察和测量装置、半固态合金机械搅拌制备装置,在获得可靠外界控制参数及考虑液相对流所引起的动量传输对凝固过程影响的情况下,详细、深入地考察了丁二腈—5at.%水透明模型合金及Sn—15wt.%Pb合金在剪切条件下初生相形态、非枝晶组织形成机制及其与浆料流变特性之间的耦合关系,在此基础上对这项具有广阔应用领域的金属加工技术的相关控制参数进行了优化。上述研究包括的主要内容和获得的主要结论是: 研究了剪切条件下半固态初生组织形态演化规律,确立了其形成机制以球状生长机制为主而非传统的枝晶破碎机制。 在自制设备上分别连续动态考察了丁二腈—5at.%水透明模型合金和Sn—15wt.%Pb合金不同剪切条件下初生组织形成过程。发现在液相线以上启动搅拌时,丁二腈—5at.%水透明模型合金和Sn—15wt.%Pb合金熔体中最早观察到的初生组织为球晶组织,且搅拌可促进球晶组织在相对较高温度下产生,从实验上证明搅拌可直接获得球晶形态;在液相线以下启动搅拌时,预先生成的枝晶组织逐渐破碎减少,但其破碎组织形态依然保有枝晶组织的形态,存在枝晶组织与球晶组织共存的现象;剪切速率的突变对球晶组织的生成有促进作用。 在纯扩散条件下合金球状稳定性分析的基础上,仔细考察了搅拌条件下半固态初生球晶组织的运动情况。基于此,提出了一个描述对流条件下固相颗粒溶质再分配的一维模型。再结合搅拌对形核的促进作用,得到一个可描述对流条件下合金球状相对稳定性的判据,与实验吻合很好,表明剪切条件下半固态过冷熔体形核晶体生长方式以球状生长为主,并存在一个稳态极限半径。 在发明一个可连续动态考察透明模型合金半固态微观组织与流变性的透明模型合金观察和测量装置的基础上,研究了半固态浆料流变特性与半固态组织之间的耦合关系。 西北工业大学工学博士学位论文 实验研究表明连续冷却过程中,低固相分数时球晶组织对浆料粘度影响不大, 当固相分数超过一定值之后,表观粘度增大趋势明显加快;连续冷却过程中存在 一个温度起伏点,这可能与熔体内大量形核有关;粘度随剪切速率增大而减小, 在固定剪切速率下取决于稳态粘度固态颗粒团聚程度;在考虑了固相分数、剪切 速率和浆料组织状态的基础上提出了一个可描述浆料连续冷却过程和稳态剪切过 程的模型,与实验结果符合得较好。 在深入考察不同凝固条件下合金在整个固液两相区内初生微观组织演化过程 的基础上,对控制参数进行优化,并发明了一种新的粉末制备技术一半固态双筒 旋转分离粉末制备技术。 实验研究发现在整个固液两相区范围内,球晶组织的生长过程可分为两个阶 段,第一个阶段以颗粒生长为主,第二阶段以合并生长为主;提高冷却速度可以 细化组织,但组织均匀性和圆度降低;提高剪切速率促进球状初生组织生长,但 其对半固态初生组织的改变受冷却速度影响,冷却速度越大,影响作用越明显; 对控制参数进行优化,在变剪切速率、变冷却速度工艺下获得了优异的半固态加 工组织,同时缩短了半固态处理时间,降低了能耗;并获得一种新型半固态金属 双筒旋转分离粉末制备方法,可实现颗粒内部无夹杂、无孔洞,呈现单晶生长的金 属粉末颗粒制备。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 曾大新,苏俊义,陈勉己;固体金属在液态金属中的熔化和溶解[J];铸造技术;2000年01期
2 王永欣;马颖;陈体军;郝远;;半固态浆料制备技术发展现状[J];材料导报;2008年04期
3 陈斌;宇宙中最轻的金属——金属氢[J];国外科技动态;2001年03期
4 申荣华;金属塑性成形技术基础讲座——第一讲 固态金属材料塑性成形过程[J];机械工人.热加工;2002年01期
5 张芬萍;李运刚;;固态金属中质点扩散过程理论及方法[J];湿法冶金;2009年04期
6 谢培智;宇宙中最轻的金属——金属氢[J];百科知识;2000年12期
7 苏鸿英;半固态铸造技术的进展[J];世界有色金属;2004年10期
8 胡少成;沈学静;王蓬;;固态金属及合金材料中氧、氮、氢联测技术进展[J];冶金分析;2009年11期
9 孙文秀;阎殿然;陈学广;董艳春;张然;;液态锌对固态金属腐蚀相变的研究[J];有色金属(冶炼部分);2010年03期
10 德希;麻永林;李慧琴;;低频磁场固态金属悬浮的实验研究[J];内蒙古科技大学学报;2011年02期
11 周振平;;Fe在纯铝液中溶解特性的实验研究[J];铸造技术;2010年02期
12 胡志芳;矿石中钛的快速测定法[J];化学世界;1957年12期
13 钱晓村;;铝和铝合金中氢的脉冲色谱快速分析法[J];上海有色金属;1982年04期
14 贺文丽;麻永林;李慧琴;冯佃臣;邢淑清;;低频磁场悬浮固态金属的实验研究[J];内蒙古科技大学学报;2010年02期
15 彭瑞伍,张俊岳;关于熔盐中固态金属的零电荷电势[J];金属学报;1983年03期
16 J·兰格韦格;B·马多克;黄本;朱晓琳;;康风法与卡思泰克斯法连续挤压技术的最新发展[J];湖南冶金;1989年06期
17 汪诚;流变冶金技术的应用[J];热加工工艺;1989年01期
18 顾曾迪;;扩散焊接法[J];机械制造;1981年12期
19 王秋良;;液-固态挤压工艺的应用[J];铝加工;1991年04期
20 ;硅化镁法制备硅烷的副产物的用途[J];化工环保;2008年05期
中国重要会议论文全文数据库 前7条
1 朱大超;;金属性和金属活泼性的联系与区别[A];第四届全国中学化学教学研讨会论文集(三)[C];2004年
2 薛传妹;袁宝国;薛克敏;;半固态金属成形技术[A];2011年安徽省科协年会——机械工程分年会论文集[C];2011年
3 熊良银;刘实;戎利建;;Pd/Nb_(40)Ti_(30)Ni_(30)/Pd/多孔Ni支撑体复合膜的制备与氢渗透性能[A];第十届中国核靶技术学术交流会摘要集[C];2009年
4 居维进;;抗磁镍铜合金烧氢后发灰现象的研究[A];中国电子学会真空电子学分会第十届年会论文集(下册)[C];1995年
5 薛克维;韩国民;;高新塑性成形技术在机械制造业上的应用[A];2008年安徽省科协年会机械工程分年会论文集[C];2008年
6 李善文;李国兴;杨皓宇;李万程;张宝林;杜国同;周本初;;以光辅助MOCVD法制备1″双面YBa_2Cu_3O_(7-x)外延膜[A];第十一届全国MOCVD学术会议论文集[C];2010年
7 龚自正;张旭东;韩超;何碧;刘红;魏冬青;郭永新;;金属氢研究的新进展[A];2004年全国含能材料发展与应用学术研讨会论文集(下册)[C];2004年
中国硕士学位论文全文数据库 前9条
1 孙兵;Mg-Al-Zn与Mg-Zn-Y-Zr合金半固态制备技术研究[D];西南交通大学;2014年
2 刘洋;锡基薄膜与固态金属Cu焊盘界面反应行为研究[D];哈尔滨工业大学;2013年
3 吕端剑;金属材料电脉冲处理工艺的实验研究[D];哈尔滨理工大学;2011年
4 赵雅珠;ZL101合金半固态等温微挤压及成形规律试验研究[D];上海交通大学;2010年
5 李宏栋;高频振动对钢背铜石墨复合板的影响[D];北京交通大学;2011年
6 陈文妹;固态与水灌注导管高分辨率食管测压系统一致性的研究[D];华中科技大学;2013年
7 范科;高含Mn量Mg-Mn中间合金的制备与应用[D];重庆大学;2010年
8 张复懿;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[D];内蒙古工业大学;2010年
9 张彬;基于ABAQUS的铸件准固态区热应力场数值模拟技术[D];华中科技大学;2011年
中国重要报纸全文数据库 前7条
1 庚晋;固态金属氢[N];中国矿业报;2003年
2 陈斌;金属氢及其军事应用[N];科技日报;2001年
3 苏鸿英;镁合金半固态铸造技术开发现状[N];中国有色金属报;2004年
4 河北省迁安市夏官营初级中学 毛千;谈化学教学中多媒体技术与教学效率[N];中国妇女报;2006年
5 本报记者 陈淑芝;天管还原铁厂用技术为可持续发展铺路[N];中国冶金报;2005年
6 陈丹;液态金属天线可实现自我修复[N];科技日报;2010年
7 刘霞;美发明处理金属玻璃新方法[N];科技日报;2011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