高塑性铝硅合金及其铸造工艺的研制

高塑性铝硅合金及其铸造工艺的研制

一、Development of high plasticity Al-Si alloy and its casting process(论文文献综述)

王尧[1](2019)在《高强度高塑性球墨铸铁车辆制动用杠杆的研制》文中进行了进一步梳理在车辆的零部件中,制动用杠杆是制动器的连接装置,能使整个制动系统有序的组合起来,是保证行车安全的重要环节之一。由于制动用杠杆中存在多处薄壁孔洞结构,在连接部位容易产生摩擦损耗,所以需要具有较高的强度和良好的耐磨性能;在制动过程中所产生的冲击力较大,对材料的塑性也有着较高的要求。于是,研制高强度高塑性的车辆制动用杠杆迫在眉睫。因为球墨铸铁中的石墨呈现出球状,晶粒之间的割裂作用大大降低,应力集中作用很小,所以强度有了很大的提高,同时还拥有着一定的塑性,所以成为了高强度高塑性车辆制动用杠杆材料的最佳选择。目前提高球墨铸铁强度的方法主要有热处理、改变铸造工艺和合金化三种。然而前两种方法成本高、工艺复杂且成品率较低,因此本课题中采用合金化方式强化球墨铸铁性能,研究目标是在铸态下得到高强度高塑性QT600-7球墨铸铁,微观组织中的石墨大小等级应≥5,球化级别应≥3。首先,研究了不同含量的Mn元素对球墨铸铁组织及力学性能的影响,优化出合适的含量,塑性满足要求的情况下抗拉强度有所欠缺。因为Cu、Ni元素可以促进珠光体的形成,提高材料的抗拉强度,所以在此基础上,进一步添加了不同含量的Cu元素和适量的Ni元素,经过充分合金强化过后,研究球墨铸铁的微观组织和力学性能的变化,发现材料满足了高强度高塑性的性能要求。最终,课题得出以下结论:(1)研究了不同含量的Mn元素对球墨铸铁组织和力学性能的影响,发现在一定范围内,随着Mn元素含量不断增加,消耗了铁液中有害的S元素,间接促进了石墨的析出,同时,珠光体含量也有所增加,对应的力学性能不断提高。当Mn元素含量为0.6%时是一个转折点,此时球化率为85%,球化等级为3,抗拉强度576 MPa,延伸率为7.5%,进一步研究发现,Mn元素在此基础上继续增加时,石墨的析出会受到抑制,球化率有所降低;过高含量的Mn元素会导致基体组织中出现游离的渗碳体,使得球墨铸铁的力学性能也有所降低。(2)研究了不同含量的Cu元素对球墨铸铁组织和力学性能的影响,发现Cu元素对石墨化的促进作用较弱,提高Cu含量后,微观组织中的石墨数量和大小相差不大,球化等级属于3级,皆满足生产要求。Cu元素具有强烈促进珠光体形成的作用,当Cu元素含量为0.5%时,能产生铁素体-珠光体混合基体的球墨铸铁,但抗拉强度较低;随着Cu元素含量提高到1.2%左右时,铁基体组织中的珠光体能达到90%以上,此时球墨铸铁的抗拉强度为870 MPa,延伸率为2.5%,塑性性能较差,无法满足使用需求。在Cu元素含量为0.5%的基础上加入Ni元素后,基体组织中的珠光体得到了充分的细化,发现球墨铸铁的抗拉强度为642 MPa,延伸率为7.5%,力学性能达到QT600-7的要求。(3)对球墨铸铁进行了摩擦磨损试样检测,发现利用合金化法强化之后,试样的均值摩擦系数更低,硬度更高,拥有较好的耐磨性。其中,加入Ni元素之后的球墨铸铁耐磨性最好,经过磨损实验后的材料失重量最少。对材料的磨损表面进行观察后可以得知,合金化法强化后的球墨铸铁,由于石墨球的数量更多,在摩擦中球状石墨能够起到良好的润滑作用,所以耐磨性更高。

侯丹辉[2](2015)在《铸造Mg-Al-Zn系合金的凝固路径、枝晶生长约束因子及晶粒尺寸》文中研究指明镁合金具有低密度,高比强度等优点,在汽车、航空和航天等领域的应用日益增加,成为近年来新材料领域的研究重点。Mg-Al系合金是目前工业应用极为广泛的合金系之一。本文采用双电偶热分析、热力学计算、显微组织观察和力学性能测试等手段研究了Zn元素含量变化、微合金化、熔体变质处理及铸造方法对Mg-Al系合金的凝固路径、凝固过程中的特征温度、枝晶相干点固相分数、铸态组织、晶粒尺寸及力学性能的影响规律。研究了砂型铸造Mg-6Al-x%Zn(简写为AZ6x,其中x=0,2,4,6wt.%)的铸态、T6态组织及力学性能。AZ60的组织由α-Mg、β-Mg17Al12相组成;Zn含量≥2%后,组织中出现了Φ-Mg21(Al, Zn)17相。经T6处理后,Mg-6Al-x%Zn (x=0,2,4,6)的室温屈服强度约提高20MPa;AZ60合金的抗拉强度约提高40MPa,其它三种合金的抗拉强度约提高20MPa。由于基体以及第二相在高温下软化,在从室温到175℃的测试温度范围内,合金的抗拉强度均随温度升高而显着降低,伸长率随温度升高而显着增加,但屈服强度受温度影响较小。采用双电偶热分析研究了树脂砂型铸造Mg-6Al-x%Zn (x=0,2,4,6)合金的凝固路径,采用EBSD技术获得了合金凝固后的晶粒尺寸。凝固过程中β-Mg17Al12相的生成温度由AZ60合金的439~436℃逐渐降低到AZ66合金的372~369℃;Φ-Mg21(Al,Zn)17相的生成温度在359~362℃。Mg-6Al-x%Zn (x=0,2,4,6)合金的枝晶相干点固相分数fsDCP和晶粒尺寸均随着Zn含量的增加而减小,Zn含量由0增加到6%,fsDCP从36%逐渐减小至23%,晶粒尺寸从557gm减小到235μm;提出在所研究的合金成分范围内,采用fsDCP大小判定晶粒尺寸时可能应考虑枝晶生长过程中的形貌变化对固相分数和晶粒尺寸的影响。利用热力学软件Pandat计算获得了Mg-6Al-x%Zn (x=0,2,4,6)平衡和Scheil非平衡条件下的凝固路径和室温时的相组成,平衡和Scheil非平衡凝固条件下,AZ60合金的室温相组成为α-Mg、β-Mg17Al12, AZ62-AZ66合金的相组成为α-Mg、β-Mg17Al12和Φ-Mg21(Al,Zn)17;计算结果与铸造组织观察结果相吻合。在平衡条件下,Mg-6Al-x%Zn(X=0,2,4,6)合金中的β-Mg17Al12相不能直接从液相中凝固形成;Zn含量≤4%时,Φ-Mg21(Al,Zn)17相由固相中析出,当Zn含量为6%时,Φ-Mg21(Al,Zn)17相直接从液相中凝固形成。在Scheil非平衡条件下,β-Mg17Al12相由共晶反应L→α-Mg+β-Mg17Al12形成,Φ相通过包晶反应L+β-Mg17Al12→α-Mg+Φ-Mg21(Al, Zn)17形成。利用二元及三元平衡相图参数计算了Mg-6Al-x%Zn(x=0,2,4,6)合金中的QAl、QZn及Q值;利用Scheil非平衡凝固过程中固相分数与温度的关系计算了Mg-6Al-x%Zn(x=0,2,4,6)合金中的Q值。结果发现:三元平衡相图及Schei非平衡条件下计算的Q值基本一致,通过二元相图参数计算所得的三元合金的Q值与直接采用三元平衡相图参数和Scheil模型获得的Q值差异较大。随Zn含量增加,由Scheil非平衡模型计算获得的Mg-6Al-x%Zn (x=0,2,4,6)三元合金的Q值由21.3增加至41.8,平均晶粒尺寸则相应由557μm减小至235μm,但平均晶粒尺寸与1/Q并不存在现有文献报道的线性关系。研究了微量Sb元素对砂型铸造AZ91合金组织和性能的影响。显微组织观察表明,加入Sb后,AZ91合金中形成Mg3Sb2相。随Sb含量增加,铸态AZ91+x%Sb (x=0,0.1,0.5,1)合金的室温强度略有增加,而伸长率相应略有降低。经过T6处理后,AZ91+x%Sb合金的抗拉强度和屈服强度可以提高80-100Mpa,但伸长率没有显着提高。AZ91中添加Sb后,在120℃下的强度明显提高。双电偶热分析结果表明,当Sb含量由0增加到1%,合金凝固过程中a-Mg的形核温度降低,枝晶相干点固相分数fsDCP在40%-35%之间,晶粒尺寸在217μm~246μm之间。热力学计算结果表明Mg3Sb2相的形成温度比a-Mg形核温度低约50℃以上,且枝晶生长约束因子Q值随Sb含量增加不发生明显变化,因此Sb元素添加到AZ91合金后,在合金凝固过程中Sb元素不会对α-Mg起异质形核作用,对枝晶生长也起不到明显的抑制作用。研究了金属型、树脂砂型以及消失模铸造方法下AZ91合金的组织和力学性能,结果表明:由于金属型铸造的冷却速度最快,所得到的AZ91合金的晶粒尺寸最小,大约为186gm;消失模铸造的的冷却速度较慢,所得晶粒尺寸为284gm,且第二相的组织粗大且连续;相应地,消失模铸造AZ91合金抗拉强度、屈服强度、伸长率分别为120MPa、72MPa、0.65%,而金属型铸造分别达到176Mpa、96Mpa、2.4%.

齐洋[3](2010)在《高镍球铁耐热性能与排气歧管数值模拟研究》文中提出汽车排气歧管是靠近发动机的器件,工作环境十分恶劣,排气歧管选用的材料应具有良好的耐热能力和成型性能。高镍奥氏体球墨铸铁(高镍球铁)作为排气歧管最新使用材料,已经被广泛认可。本课题以自主开发与制造高镍球铁排气歧管铸件为目的,分别对其组织、性能和铸造过程数值模拟进行研究。采用ESCALAB-250 X射线衍射仪、JSW-5310和JXA-840扫描电镜、LinK-ISIS能谱和OLYMPUS-PMG3金相显微镜对高镍球铁显微组织进行观察与分析。运用扫描电镜观察热疲劳裂纹形貌及裂纹萌生和扩展特征,并分析在热疲劳试验过程中高温氧化情况。采用FM-70维氏硬度计分析在热疲劳试验循环过程中基体硬度的变化。通过上述研究,对其作为排气歧管材料抵御开裂的能力提供了实验基础和理论依据,以便于在实际生产中更好的应用。运用有限元模拟软件ProCAST观察充型凝固过程中的温度场、速度场、金属液流动,预测铸件中可能存在的缺陷。对不同的工艺方案进行改进,通过优化工艺参数,从而帮助在实际生产前采取有效措施避免铸件缺陷的产生,达到提高产品质量、缩短产品开发周期,降低生产成本的目的。

陈玉金[4](2009)在《高强过共晶Al-Si合金制备工艺研究》文中研究说明过共晶Al-Si合金铸造性能优良,具有良好的耐磨性及低的热膨胀系数,在工业生产中应用广泛。本文研究了合金元素及成型工艺对合金的组织和力学性能的影响。在过共晶Al-Si合金中添加0.6%的铬元素,合金抗拉强度提高了10.2%;而同时添加0.6%的铬与0.4%的钼元素后合金抗拉强度提高了22.1%,但伸长率变化不大。SEM及能谱分析结果显示,Cr与Mo元素的添加都能显着的改善合金的组织形态及相分布,在合金基体中会形成一些富铬和富钼的多元相,这些相形貌圆整,均匀分布于合金基体,从而提高了合金力学性能。经过电磁搅拌后,合金组织中的第二相得到了轻微的细化,并且分布更加均匀,合金的力学性能略有提高,搅拌电压为50V,搅拌时间为60S时,搅拌效果最佳,合金力学性能最好,热处理后,合金的力学性能进一步提高,热处理工艺为500℃×5h(固溶处理)+180℃×7h(时效处理)时,力学性能最好。经过半固态挤压后,合金中各相得到了不同程度的细化,并且挤压比越大,细化效果越好,力学性能得到提高,但由于在二次加热中部分初晶硅相长大严重,使得力学性能提高的幅度较小,T6热处理后,合金的力学性能提高的幅度很小。经过固态热挤压后,合金的力学性能提高较明显,合金中的各相也获得了不同程度的细化,挤压比越大,细化效果越好,力学性能提高的越多,T6热处理后,合金的力学性能进一步得到了很大提高。

申雄飞[5](2009)在《锌基合金的磨损性能和铸造工艺研究》文中进行了进一步梳理锌铝基合金具有优良的力学、摩擦学性能,可以部分代替锡青铜制造减摩、耐磨零件,添加Si可进一步提高其耐磨性。本文研究了ZA27-0.2Si合金在不同载荷和滑动速度下的干滑动磨损性能,并与ZCuSn5Pb5Zn5锡青铜进行了对比,目的是对锌铝合金替代锡青铜的范围作一评价,为实际生产提供依据;另外,以某机床用轴套为对象,研究了该合金的铸造工艺。摩擦实验在3号销盘式摩擦试验机上进行,滑动速度为0.1m/s0.7m/s,载荷为1kg9kg,磨损时间为20min。结果发现:ZA27-0.2Si锌合金在低速高载的情况下表现出优异的耐磨性能,而ZCuSn5Pb5Zn5锡青铜则适合在低载,低速下使用,即锌基合金具有比铜合金更广的使用范围。随着载荷的增加,ZA27-0.2Si合金的磨损机理由开始的粘着和微切削磨损到伴随着粘着的磨粒磨损,最后到塑性变形诱导磨损和剥层磨损;随着速度的增加,切削磨损加剧,最后由于试样表面温度的升高,发生涂抹;磨损试样表层与亚表层的结构决定了合金的摩擦性能,转移层的形成提高了合金的耐磨性能。锡青铜的磨损机理为磨粒磨损,在高载时,铜合金由于其弱的剪切强度导致严重的塑性变形。高温金属型加水冷法有助于定向凝固的形成,从而有效地防止了锌基合金的底缩问题,并有利于夹杂和气泡的上浮;合适的模具温度与浇注温度是获得无缺陷铸件的关键因素。在本文实验中,合适的铸造工艺为:模具温度为350℃,浇注温度为580℃。设计合适的砂型铸造工艺是防止锌基合金铸造缺陷的关键,而在实验中针对衬套这种零件设计的铸造工艺,采用比较高的浇注温度是必要的,可延长铸件的凝固时间,从而有利于合金液中渣子的上浮,防止铸件中夹渣缺陷的存在。合适的铸造工艺为:采用底注式,直浇道:横浇道:内浇道=1:1.5:1.3,浇注温度应高于580℃。

杨仁康[6](2009)在《减震器筒体金属型铸造过程模拟及工艺优化》文中进行了进一步梳理铝合金摩托车液压式前减震器筒体特殊的结构、严格的技术要求,导致生产中铸件很容易出现缩松、皮下气孔等缺陷。依靠传统的尝试、出错、修改方法,不仅周期长、成本高,而且铸件质量也很难保证,而采用数值模拟技术,不仅可以直观显示金属液在铸型中的充型及凝固状态,获得缺陷形成的原因,还可以借助缺陷判据预测缺陷形成的位置、大小等,从而达到缩短试制周期、确保铸件质量、提高工艺出品率、减低生产成本的目的。本文以铃木王125型ZL107铝合金摩托车减震器筒体金属型铸造为具体研究对象,在深入研究了减震筒生产现状、数值模拟基本理论和铸造模拟软件ProCAST的功能特点后,设计了两种不同工艺方案,分别为实心和抽芯铸造工艺,对两种工艺方案在倾斜四种不同角度浇注时的充填过程进行了模拟分析,在每组角度充型模拟的基础上,选最优角度进行凝固及缩孔缩松缺陷预测分析,同时对两种方案进行了对比,最后将模拟结果进行了实际生产验证。模拟结果表明:①在ProCAST软件中通过“Multiple Meshes”模式,能有效避免交叉、坏单元等常见问题,显着提高复杂铸件网格划分效率;②当角度增加时,实心铸造充填状态越来越好,倾斜60°浇注时,具有最小的直浇道流动速度、横浇道尾端无明显涡流、最好的内浇口入口状态;凝固和缺陷预测显示筒体盲孔部位会出现少量的缩松缺陷,但加工后不影响铸件质量;③抽芯铸造时,受金属液交汇的影响,倾斜50°浇注具有最好的液流汇合状态及依次逐层充填效果、良好的直浇道流动速度,但凝固过程没有达到铸件要求,在扁圆、外侧凸耳及颈口热节处同时形成了缩松缺陷;④受技术要求中不允许易残留残根的冒口补缩限制,抽芯铸造改进措施应用了在外侧颈口设置溢流槽、在扁圆及金属型外表面挖槽的方法,模拟结果显示能有效防止缩松缺陷的形成。⑤从浇注铸件所需金属量、工序与时间及生产设备对比了实心及抽芯铸造,得出实心铸造适合小批量生产、抽芯铸造适合专业水平较高厂家大批量生产的结论。试生产结果显示:两种方案都能显着提高工艺出品率,废品率达到5%以下。通过本课题的研究,表明深入开展数值模拟工作,不仅能有效提高企业竞争力,而且对提升我国铸造行业生产方式也有十分重要的意义。

尹占华[7](2004)在《热型连铸Cu-Al-Ni形状记忆合金的性能研究》文中认为本文对具有柱晶组织的Cu-Al-Ni形状记忆合金丝的性能作了系统的研究,以确定Cu-Al-Ni形状记忆合金在工业化生产中实际应用的可能性。尽管Cu-Al-Ni单晶显示出优良的机械性能和记忆性能,但在实际应用的合金制备工艺中,无一例外的都是获得随机取向的多晶组织。研究表明,Cu-Al-Ni合金大的弹性各向异性因子,导致变形时在晶界处形成应力集中,引起晶间断裂。目前,几乎所有的研究工作都集中在细化晶粒,使应力集中分散,来提Cu-Al-Ni多晶体的机械性能和记忆性能,如添加合金元素、快速凝固、粉末冶金、孕育处理等。本课题用热型连铸法定向凝固来得到粗大的柱状晶组织,通过强化织构来提高Cu-Al-Ni合金的力学性能和疲劳性能,并进一步分析合金丝组织与拉伸疲劳性能的关系。 采用水平式热型连铸装置用不同的拉铸速度制得(?)1和(?)1.5的形状记忆合金丝。用微控电液伺服试验机在室温下作拉伸试验,测定其抗拉强度和延伸率;用自制的拉伸疲劳试验机,测定Cu-Al-Ni合金丝在4%,6%和8%固定应变下的疲劳寿命和记忆性能;用DSC法测试了合金丝的相变温度;用X-ray衍射仪分析了合金丝内晶粒的晶体取向;用金相显微镜观察合金丝在铸态、固溶处理后以及疲劳拉断后的组织形态;用扫描电镜观测了Cu-Al-Ni合金丝的静拉伸断口和疲劳断口形貌。 研究结果表明:用50mm/min拉铸的((?)1.5合金丝,抗拉强度为633MPa,延伸率14.95%,在4%应变下的反复拉伸疲劳寿命高达38560次;在6%的应变下反复拉伸疲劳寿命为30378次,其最大可恢复应变为10%;以75mm/min拉铸的(?)1合金丝,抗拉强度可达910MPa,延伸率为18.76%,在4%应变下的反复拉伸疲劳断裂次数达17108次;在6%的应变下反复拉伸疲劳寿命为16215次,其最大可恢复应变为10.5%。几种合金丝在疲劳断裂前,回复率一直保持为100%。 随着拉铸速度的提高,单位横截面积上的晶粒数增加,晶粒直径变小。X-ray衍射结果显示,各种拉速的合金丝内的晶粒取向基本一致,柱晶取向偏离度不超过13°。从疲劳断口形貌可以看出,影响合金丝疲劳寿命的因素有两个:(1)横向晶界面的大小和数量;(2)铸造缺陷和表面质量。纵向晶界的存在不会影响合金丝的疲劳寿命。广东工业大学工学硕士学位论文 用热型连铸法拉制具有柱晶组织的Cu一Al一Ni形状记忆合金丝,具有优良的机械性能、疲劳性能和记忆性能。通过优化工艺参数,提高合金丝表面质量,消除铸造缺陷;提高拉速,增加单位横截面积上的晶粒个数,减小横向晶界面的大小和数量,可以进一步提高合金丝的机械性能和疲劳性能。

二、Development of high plasticity Al-Si alloy and its casting process(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、Development of high plasticity Al-Si alloy and its casting process(论文提纲范文)

(1)高强度高塑性球墨铸铁车辆制动用杠杆的研制(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 选题的背景意义
    1.2 汽车制动铸件材质的发展
        1.2.1 灰铸铁
        1.2.2 蠕墨铸铁
        1.2.3 球墨铸铁
        1.2.4 车辆制动用杠杆材质的选择
    1.3 球墨铸铁的发展与研究现状
        1.3.1 球墨铸铁国外发展概况
        1.3.2 球墨铸铁国内发展概况
        1.3.3 高强度球墨铸铁的国内外进展
    1.4 元素成分对球墨铸铁的影响
    1.5 本论文研究内容
第2章 实验方法
    2.1 实验方案与技术路线
        2.1.1 实验方案
        2.1.2 技术路线
    2.2 试验材料
        2.2.1 熔炼原材料
        2.2.2 基本元素成分
        2.2.3 球化剂的选择
        2.2.4 孕育剂的选择
    2.3 球墨铸铁的制备
        2.3.1 熔炼过程
        2.3.2 试样的制备
    2.4 组织检测与性能检测
        2.4.1 成分及组织检测设备
        2.4.2 石墨球化率、球化等级测定
        2.4.3 力学性能检测
        2.4.4 耐磨性检测
第3章 Mn对球墨铸铁组织和力学性能的影响
    3.1 成分设计
    3.2 Mn对球墨铸铁组织的影响
        3.2.1 石墨形态分析
        3.2.2 基体组织分析
    3.3 Mn对球墨铸铁力学性能的影响
        3.3.1 布氏硬度检测
        3.3.2 抗拉强度和延伸率检测
        3.3.3 SEM断口形貌分析
    3.4 Mn对铸态球墨铸铁的强化机理
        3.4.1 Mn对珠光体含量的影响机理
        3.4.2 XRD物相分析
    3.5 本章小结
第4章 Cu、Ni对球墨铸铁组织和力学性能的影响
    4.1 Cu对球墨铸铁组织和力学性能的影响
        4.1.1 成分设计
        4.1.2 Cu对球墨铸铁组织的影响
        4.1.3 Cu对球墨铸铁力学性能的影响
    4.2 Cu、Ni合金化对力学性能和基体组织的影响
        4.2.1 力学性能分析
        4.2.2 球墨形态分析
        4.2.3 基体组织分析
        4.2.4 SEM分析
    4.3 合金化对球墨铸铁耐磨性的影响
        4.3.1 摩擦系数
        4.3.2 磨损失重量
        4.3.3 磨损表面微观分析
    4.4 本章小结
第5章 实际生产应用及效果
第6章 结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及成果
致谢

(2)铸造Mg-Al-Zn系合金的凝固路径、枝晶生长约束因子及晶粒尺寸(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
目录
TABLE OF CONTENTS
图表目录
主要符号表
1 绪论
    1.1 镁合金概述
        1.1.1 镁合金工业牌号以及性能特点
        1.1.2 镁的合金化及合金元素的作用
        1.1.3 镁合金铸造工艺
    1.2 常用铸造镁合金系概述
        1.2.1 Mg-Al系
        1.2.2 Mg-Zn系
        1.2.3 Mg-RE系
    1.3 铸造Mg-Al-Zn系合金的研究现状
        1.3.1 铸造Mg-Al-Zn系合金的铸造组织和力学性能
        1.3.2 铸造Mg-Al-Zn系合金的晶粒细化工艺及机理
    1.4 镁合金的凝固行为
        1.4.1 α-Mg相的异质生核
        1.4.2 α-Mg相的长大
        1.4.3 枝晶生长约束因子—Q值理论
        1.4.4 镁合金的凝固方式
    1.5 铸造过程中的冷却曲线热分析技术简介
        1.5.1 冷却曲线特征点的确定
        1.5.2 固相分数的计算
        1.5.3 枝晶相干点温度(TDCP)和枝晶相干点固相分数(f_s~(DCP))
    1.6 镁合金相图的研究现状
    1.7 本文研究的目的及内容
        1.7.1 研究目的
        1.7.2 拟采取的研究方案和技术路线
        1.7.3 研究思路及研究内容
2 实验方法
    2.1 合金体系的选择及制备
    2.2 合金的显微组织和力学性能表征
    2.3 双电偶热分析实验方法
    2.4 Pandat软件及热力学计算方法
3 砂型鋳造Mg-6Al-;c%Zn (x=0,2,4,6)合金的显微组织和力学性能
    3.1 引言
    3.2 实验结果
    3.3 分析讨论
    3.4 本章小结
4 砂型鋳造Mg-6Al-;c%Zn(x=0,2,4,6)合金的凝固行为、晶粒尺寸和枝晶相点固相分数(f_s~DCP)
    4.1 引言
    4.2 实验结果
    4.3 Mg-6Al-x%Zn合金枝晶相干点固相分数和晶粒尺寸之间的关系
    4.4 碳变质对Mg-6Al-;c%Zn(;c=0,2,4,6)合金凝固组织和冷却曲线的影响
    4.5 本章小结
5 热力学软件计算Mg-6Al-x%Zn(x=0,2,4,6)合金相凝固路径、枝晶生长约束因子
    5.1 引言
    5.2 基于相图的多元合金2值计算方法简介
    5.3 Pandat计算获得Mg-6Akc%ZnCx=0,2,4,6)平衡和Schei非平衡凝固路径
    5.4 Mg-6Al-x%Zn(x=0,2,4,6)合金Q值的计算结果
        5.4.1 基于二元合金平衡相图计算得到的Mg-6Al-x%Zn(x=0,2,4,6)合金的Q值
        5.4.2 基于三元合金平衡相图计算得到的Mg-6Al-x%Zn(x=0,2,4,6)合金的Q值
        5.4.3 基于Scheil凝固模型计算得到的Mg-6Al-x%Zn(x=0,2,4,6)合金的Q值
    5.5 基于Q值的Mg-6Al-x%Zn(x=0,2,4,6)三元合金晶粒尺寸的形成机理
    5.6 本章小结
6 Mg-9Al-1Zn-x%Sb(x=0,0.1,0.5,1.0)合金凝固路径、Q值及晶粒尺寸
    6.1 引言
    6.2. Mg-9Al-1Zn-x%Sb(x=0,0.1,0.5,1.0)合金的组织、晶粒尺寸及力学性能
        6.2.1 显微组织分析
        6.2.2 晶粒尺寸表征
        6.2.3 T6态显微组织
        6.2.4 力学性能分析
        6.2.4.1 铸态样品的室温力学性能
        6.2.4.2 T6态室温力学性能
        6.2.4.3 T6态室温断口形貌
        6.2.4.4 T6态高温力学性能
        6.2.4.5 T6态高温断口形貌
        6.2.5 分析讨论
    6.3 Mg-9Al-1Zn-x%Sb(x=0,0.1,0.5,1)合金的冷却曲线分析结果
        6.3.1 Mg-9Al-1Zn-x%Sb(x=0,0.1,0.5,1.0)凝固路径和特征温度分析
        6.3.2 枝晶相干点温度和枝晶相干点固相分数分析
    6.4 Mg-9Al-1Zn-x%Sb Scheil非平衡相图变温截面计算结果
    6.5 AZ91+x%Sb(x=0,0.1,0.5,1)合金的凝固路径、Q值及晶粒尺寸的分析讨论
    6.6 本章小结
7 铸造工艺对Mg-Al系合金凝固路径、晶粒尺寸及性能的影响
    7.1 消失模铸造Mg-4%Al合金的组织和性能
        7.1.1 消失模铸造方法简介
        7.1.2 Mg-4%Al显微组织和力学性能
        7.1.2.1 显微组织
        7.1.2.2 铸态下室温力学性能
        7.1.3 Mg-4wt.%Al合金消失模铸造过程凝固特性分析
    7.2 三种铸造方法对典型工业Mg-Al系合金(AZ91)合金组织与性能的影响
        7.2.1 引言
        7.2.2 实验结果及讨论
        7.2.2.1 铸造方法对AZ91合金的显微组织、晶粒尺寸的影响
        7.2.2.2 组织和晶粒尺寸对力学性能的影响
    7.3 本章小结
8 结论和展望
    8.1 结论
    8.2 创新点
    8.3 展望
参考文献
攻读博士学位期间科研项目及科研成果
致谢
作者简介

(3)高镍球铁耐热性能与排气歧管数值模拟研究(论文提纲范文)

提要
第1章 绪论
    1.1 选题目的与意义
    1.2 汽车排气歧管材质的发展
        1.2.1 排气歧管用铸铁
        1.2.1.1 灰铸铁
        1.2.1.2 蠕墨铸铁
        1.2.1.3 球墨铸铁
        1.2.2 排气歧管用耐热不锈钢
        1.2.2.1 奥氏体不锈钢
        1.2.2.2 铁素体不锈钢
    1.3 高镍奥氏体耐热球墨铸铁
    1.4 铸造CAE模拟国内外发展
        1.4.1 ProCAST数值模拟软件
        1.4.2 ProCAST软件的应用
    1.5 论文主要研究内容
第2章 实验材料及实验方法
    2.1 实验材料及制备
        2.1.1 化学成分确定
        2.1.2 试验工艺确定
    2.2 分析与测试方法
        2.2.1 热疲劳试验方法
        2.2.2 显微硬度测试
        2.2.3 微观组织分析
        2.2.4 铸造过程模拟分析
第3章 高镍球铁显微组织
    3.1 高镍球铁的基体组织
    3.2 高镍球铁石墨组织
    3.3 本章小结
第4章 高镍球铁的耐热性能
    4.1 引言
    4.2 实验结果分析与讨论
        4.2.1 不同循环温度热疲劳裂纹扩展
        4.2.2 热疲劳裂纹萌生与扩展
        4.2.3 热变形
        4.2.4 热疲劳后试样表面硬度
        4.2.5 热疲劳高温氧化现象
    4.3 本章小结
第5章 汽车排气歧管的铸造工艺模拟分析
    5.1 引言
    5.2 三维实体造型
    5.3 网格划分
    5.4 排气歧管的铸造模拟分析
        5.4.1 参数设置
        5.4.1.1 虚拟模具设置
        5.4.1.2 材料设置
        5.4.1.3 边界和初始条件设置
        5.4.2 排气歧管充型过程数值模拟
        5.4.2.1 浇注速度
        5.4.2.2 浇注温度
        5.4.2.3 充型过程温度场模拟
        5.4.2.4 充型过程速度场模拟
        5.4.3 排气歧管凝固过程数值模拟
        5.4.3.1 凝固过程温度场模拟
        5.4.3.2 凝固时间
    5.5 本章小结
第6章 结论
参考文献
致谢
摘要
Abstract

(4)高强过共晶Al-Si合金制备工艺研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 Al-Si 合金概述
    1.2 合金元素对合金性能的影响
        1.2.1 Si 的影响
        1.2.2 Cu 的影响
        1.2.3 Mg 的影响
        1.2.4 Zn 的影响
        1.2.5 RE(混合稀土)的影响
        1.2.6 Mn 的影响
        1.2.7 Ni 的影响
        1.2.8 Cr 的影响
        1.2.9 Zr 的影响
        1.2.10 Fe 的影响
    1.3 铝硅合金热挤压技术研究现状
    1.4 半固态成型技术
        1.4.1 半固态成型原理
        1.4.2 电磁搅拌法制作非枝晶半固态坯料
        1.4.3 二次加热理论
        1.4.4 半固态成型技术发展现状
    1.5 铝硅合金的热处理
        1.5.1 铝硅合金的固溶处理
        1.5.2 铝硅合金的时效处理
    1.6 本课题的研究目的及意义
    1.7 本课题的研究内容
第二章 实验材料及方法
    2.1 实验材料
    2.2 实验方案
    2.3 铝硅中间合金的配制
    2.4 合金的熔炼
    2.5 固态热挤压
    2.6 电磁搅拌工艺
    2.7 半固态挤压成型
    2.8 合金的热处理
    2.9 力学性能实验
    2.10 显微组织观察
第三章 过共晶Al-Si 合金的铸态组织与力学性能
    3.1 合金的力学性能
    3.2 合金的显微组织
第四章 电磁搅拌对合金组织与性能的影响
    4.1 搅拌电压对过共晶铝硅合金的影响
    4.2 搅拌时间对过共晶铝硅合金的影响
    4.3 电磁搅拌对过共晶铝硅合金组织与性能的影响
    4.4 热处理对电磁搅拌合金力学性能的影响
第五章 半固态成型对合金组织与性能的影响
    5.1 半固态挤压成型参数的确定
        5.1.1 二次加热温度的确定
        5.1.2 二次加热保温时间的确定
        5.1.3 模具温度的确定
        5.1.4 保压时间的确定
    5.2 半固态挤压成型后合金的力学性能
    5.3 半固态挤压成型后合金的显微组织
        5.3.1 半固态挤压对合金组织的影响
        5.3.2 挤压比对合金组织的影响
    5.4 工件不同位置组织
第六章 固态热挤压对合金组织与性能的影响
    6.1 热挤压对合金力学性能的影响
    6.2 热挤压对合金组织的影响
第七章 结论
参考文献
在学研究成果
致谢

(5)锌基合金的磨损性能和铸造工艺研究(论文提纲范文)

中文摘要
英文摘要
插图索引
附表索引
第1章 绪论
    1.1 研究意义
        1.1.1 锌基合金的发展历史
        1.1.2 锌基合金的性能特点
        1.1.3 锌基合金磨损行为的研究现状
        1.1.4 锌基合金铸造工艺的研究现状
    1.2 本文的研究内容
第2章 ZA27-0.2Si锌合金的磨损性能
    2.1 引言
    2.2 实验方法
        2.2.1 材料制备
        2.2.2 摩擦实验
        2.2.3 拉伸试验
        2.2.4 硬度测试
        2.2.5 金相观察
    2.3 实验结果与分析
        2.3.1 ZA27-0.2Si合金的微观组织
        2.3.2 ZA27-0.2Si合金的磨损结果
        2.3.3 5-5-5锡青铜的微观组织
        2.3.4 锡青铜的磨损结果
        2.3.5 ZA27-0.2Si与5-5-5锡青铜磨损性能对比
        2.3.6 材料的力学性能
    2.4 分析与讨论
        2.4.1 载荷对ZA27-0.2Si合金摩擦磨损的影响
        2.4.2 速度对ZA27-0.2Si合金摩擦磨损的影响
        2.4.3 硅的作用
        2.4.4 载荷与速度对锡青铜摩擦磨损的影响
        2.4.5 两种合金摩擦磨损机理对比
    2.5 本章小结
第3章 衬套零件的金属型铸造工艺
    3.1 引言
    3.2 实验方法与过程
        3.2.1 工艺设计原理
        3.2.2 实验过程
    3.3 实验结果与分析
        3.3.1 模具温度和浇注温度对成形性的影响
        3.3.2 零件的力学性能
        3.3.3 铸造凝固对组织的影响
    3.4 本章小结
第4章 衬套零件的砂型铸造工艺
    4.1 引言
    4.2 砂型铸造工艺的设计
        4.2.1 浇注方式的选择
        4.2.2 冒口的设计
        4.2.3 浇注系统面积的确定
    4.3 实验过程
    4.4 实验结果
        4.4.1 铸件的宏观形貌
        4.4.2 铸件缺陷
        4.4.3 铸件的微观组织
        4.4.4 铸件的力学性能
    4.5 分析与讨论
    4.6 本章小节
结论
参考文献
致谢
附录A 攻读研究生期间发表的论文

(6)减震器筒体金属型铸造过程模拟及工艺优化(论文提纲范文)

中文摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 铝及铝合金概述
        1.1.1 铝的特性、应用及其合金分类
        1.1.2 铸造铝合金
        1.1.3 铸造铝合金铸造方法
    1.2 铝合金摩托车减震器筒体现状
        1.2.1 摩托车减震器筒体铸件材料
        1.2.2 摩托车减震器筒体铸造方法
    1.3 铸造过程数值模拟研究进展
        1.3.1 充型过程国内外发展概况
        1.3.2 凝固过程国内外发展概况
        1.3.3 铸造过程数值模拟软件介绍
    1.4 本课题研究的主要内容
第二章 数值模拟基本理论及处理方法
    2.1 数值计算方法
    2.2 充型过程数值模拟的理论基础
        2.2.1 铸件充型计算的流体力学基础
        2.2.2 充型过程数值模拟的数学基础
        2.2.3 充型过程流场的有限元求解
    2.3 凝固过程数值模拟的理论基础
        2.3.1 凝固过程数值模拟的传热学基础
        2.3.2 凝固过程数值模拟的数学基础
        2.3.3 结晶潜热的处理
        2.3.4 凝固过程温度场的有限元求解
    2.4 铸件缩孔缩松缺陷的预测
        2.4.1 铸件缩孔缩松预测判据
        2.4.2 ProCAST软件中POROS的原理
    2.5 本章小结
第三章 三维设计与数值模拟软件
    3.1 三维设计软件
    3.2 数值模拟软件ProCAST
        3.2.1 ProCAST软件发展历程
        3.2.2 ProCAST软件模块
        3.2.3 ProCAST软件结构及模拟流程
        3.2.4 ProCAST软件材料数据库
    3.3 Pro/Engineer与ProCAST软件接口方式
        3.3.1 三维设计与有限元分析软件接口方式
        3.3.2 Pro/ENGINEER文件输出方式
        3.3.3 ProCAST文件读入与处理方式
    3.4 本章小结
第四章 减震筒金属型铸造工艺分析及模拟前处理
    4.1 铃木王125型摩托车减震筒分析
    4.2 减震筒金属型铸件缺陷分析及防止对策
        4.2.1 铸件缺陷分析
        4.2.2 减少铸件缺陷的工艺措施
    4.3 减震筒金属型铸造分析
        4.3.1 铸造工艺方案分析
        4.3.2 浇注系统设计
        4.3.3 冒口设计
    4.4 减震筒金属型铸造模拟前处理
        4.4.1 三维实体造型
        4.4.2 有限元网格划分
        4.4.3 热物性参数的设置
        4.4.4 界面类型及换热系数的设置
        4.4.5 初始条件的设定
        4.4.6 边界条件的设定
    4.5 减震筒金属型铸造模拟路线图
    4.6 本章小结
第五章 减震筒金属型铸造模拟结果及分析
    5.1 减震筒金属型实心铸造模拟结果及分析
        5.1.1 实心铸造充型过程分析
        5.1.2 实心铸造凝固过程分析
        5.1.3 实心铸造缺陷预测
        5.1.4 实心铸造模拟结果总结
    5.2 减震筒金属型抽芯铸造模拟结果及分析
        5.2.1 抽芯铸造充型过程分析
        5.2.2 抽芯铸造凝固过程分析
        5.2.3 抽芯铸造缺陷预测
        5.2.4 抽芯铸造模拟结果总结
    5.3 减震筒金属型抽芯铸造方案改进工艺模拟结果及分析
        5.3.1 抽芯铸造工艺改进思路
        5.3.2 抽芯铸造工艺改进后温度场及缺陷分析
        5.3.3 抽芯铸造方案改进工艺模拟结果总结
    5.4 实心铸造与抽芯铸造方案对比
    5.5 减震筒金属型铸造生产验证
    5.6 本章小结
第六章 ProCAST软件使用体会
第七章 结论
参考文献
致谢
附录

(7)热型连铸Cu-Al-Ni形状记忆合金的性能研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 前言
    1.1 引言
    1.2 形状记忆合金简介
        1.2.1 形状记忆合金的发展
        1.2.2 形状记忆效应机理
        1.2.3 形状记忆效应的种类
        1.2.4 形状记忆合金的应用概况
        1.2.5 铜基形状记忆合金概述
    1.3 Cu-Al-Ni形状记忆合金存在的问题及解决办法
        1.3.1 材料的疲劳
        1.3.2 形状记忆合金的疲劳和失效
        1.3.3 Cu-Al-Ni形状记忆合金的疲劳问题
        1.3.4 解决办法
    1.4 热型连铸工艺
        1.4.1 热型连铸技术的原理
        1.4.2 热型连铸装置
        1.4.3 热型连铸过程主要影响因素
        1.4.4 热型连铸的应用
        1.4.5 热型连铸件的性能
        1.4.6 热型连铸在现代制造技术中的优势
    1.5 课题的提出
第二章 用热型连铸法制取Cu-Al-Ni合金丝
    2.1 热型连铸设备
        2.1.1 熔炼部分
        2.1.2 液面控制部分
        2.1.3 测温系统
        2.1.4 氮气保护系统
        2.1.5 导流部分
        2.1.6 铸型部分
        2.1.7 引锭部分
        2.1.8 冷却部分
    2.2 实验材料
    2.3 合金成分设计
    2.4 熔炼
    2.5 φ1和φ1.5 Cu-Al-Ni形状记忆合金丝的拉铸试验
        2.5.1 试验参数选取
        2.5.2 引锭操作
        2.5.3 试验内容
第三章 实验方法
    3.1 热处理工艺
    3.2 拉伸试验
    3.3 疲劳试验
        3.3.1 拉伸疲劳试验机
        3.3.2 疲劳试验控制原理
        3.3.3 疲劳试验过程
    3.4 金相及电镜观测
        3.4.1 金相观察
        3.4.2 扫描电子显微镜观察
    3.5 相变点的测试方法
    3.6 X-ray衍射分析
    3.7 时效实验
    3.8 记忆性能测试
        3.8.1 回复率
        3.8.2 最大可恢复应变
第四章 实验结果及讨论
    4.1 合金的成分
    4.2 拉铸速度对表面质量的影响
    4.3 拉铸速度对组织的影响
        4.3.1 拉铸速度对晶粒大小的影响
        4.3.2 拉铸速度对析出γ_2相的影响
        4.3.3 横向晶界的形成
    4.4 相变点的测试结果
        4.4.1 拉铸速度与相变点的关系
        4.4.2 残余应力对相变点的影响
        4.4.3 疲劳对相变点的影响
        4.4.4 时效对相变点的影响
    4.5 记忆性能测试结果
        4.5.1 回复率
        4.5.2 最大可恢复应变
    4.6 X-ray衍射实验分析
    4.7 组织对机械性能的影响
        4.7.1 拉伸测试结果
        4.7.2 拉伸断口观察
    4.8 组织与疲劳的关系
        4.8.1 疲劳断口观察
        4.8.2 疲劳后的组织观察
    4.9 热型连铸Cu-Al-Ni形状记忆合金丝与未来展望
结论
参考文献
攻读学位期间发表的论文
独创性声明
致谢

四、Development of high plasticity Al-Si alloy and its casting process(论文参考文献)

  • [1]高强度高塑性球墨铸铁车辆制动用杠杆的研制[D]. 王尧. 安徽工程大学, 2019(09)
  • [2]铸造Mg-Al-Zn系合金的凝固路径、枝晶生长约束因子及晶粒尺寸[D]. 侯丹辉. 大连理工大学, 2015(07)
  • [3]高镍球铁耐热性能与排气歧管数值模拟研究[D]. 齐洋. 吉林大学, 2010(09)
  • [4]高强过共晶Al-Si合金制备工艺研究[D]. 陈玉金. 沈阳工业大学, 2009(S2)
  • [5]锌基合金的磨损性能和铸造工艺研究[D]. 申雄飞. 兰州理工大学, 2009(11)
  • [6]减震器筒体金属型铸造过程模拟及工艺优化[D]. 杨仁康. 武汉理工大学, 2009(09)
  • [7]热型连铸Cu-Al-Ni形状记忆合金的性能研究[D]. 尹占华. 广东工业大学, 2004(03)

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高塑性铝硅合金及其铸造工艺的研制
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