合金元素Mg、Zn对Al-Cu合金热裂的影响
发布时间：2024-04-19 03:02
铝合金作为密度低、强度较高、塑性好、且具有优良导热和抗蚀性的轻质合金,广泛应用在航天、船舶、汽车和铁路运输等领域中。然而热裂是铝合金熔铸过程中常见的一种缺陷,铝铜合金固有的材料特性:结晶范围宽、树枝晶发达,呈糊状凝固的特征,使其热裂倾向严重,是工业生产大型均质无缺陷铸锭所面临的重要困难之一。添加合金元素作为影响合金热裂的因素之一,近年来得到人们的广泛关注。本文通过热裂敏感系数(HSC)和基于Clyne-Davie模型计算的系数(CSC)表征合金热裂倾向,并进行对比,在铝铜合金添加合金元素Mg、Zn,研究合金元素Mg、Zn对晶间液相性能及热裂的影响。并研究合金元素加入量与形成金属间化合物数量对体积的变化影响,得到Mg、Zn元素对Al-4.4Cu合金热裂的影响规律。研究结果表明:随着Mg元素添加量的增加,合金的晶粒尺寸呈先减小后增大,当添加量达到1.7%时,此时晶粒趋于均匀化,且晶粒尺寸达到最小。同时Mg元素加入量的增加,提高了合金晶间低熔点相的体积分数,并逐渐形成网格状分布;但Mg元素加入量过高将引起晶间低熔点相在晶界上的分布出现局部聚集现象。随着Mg元素的增加合金抗热裂性呈先增加后减小...
【文章页数】：61 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 热裂的研究现状
1.1.1 影响合金热裂的因素
1.1.2 热裂的国内外研究现状
1.1.3 热裂预测准则研究现状
1.1.4 热裂的数值模拟研究现状
1.2 热裂机理研究现状
1.2.1 强度理论
1.2.2 液膜理论
1.2.3 晶间搭桥理论
1.2.4 凝固收缩补偿理论
1.3 合金元素对热裂的影响
1.4 课题目的及意义
1.5 课题的主要研究内容
第2章 实验材料与方法
2.1 实验材料
2.2 实验设备
2.3 实验方法
2.3.1 合金熔炼
2.3.2 热裂倾向分析
2.3.3 X射线荧光成分分析
2.3.4 组织观察
2.3.5 X射线衍射分析(XRD)
2.3.6 电子探针分析(EPMA)
2.3.7 透射电镜分析
2.3.8 热电偶分析法
第3章 Mg元素对Al-4.4Cu-0.15Zr合金热裂性能的影响
3.1 Mg元素对Al-4.4Cu-0.15Zr合金热裂倾向的影响
3.1.1 Mg元素对Al-4.4Cu-0.15Zr合金宏观热裂倾向的影响
3.1.2 基于Clyne-Davie模型预测合金的热裂倾向
3.2 Mg元素加入量对Al-4.4Cu-0.15Zr合金微观组织的影响
3.2.1 Mg元素加入量对Al-4.4Cu-0.15Zr合金微观组织的影响
3.2.2 Mg元素加入量对Al-4.4Cu-0.15Zr合金热裂断口形貌的影响
3.3 Mg元素对Al-4.4Cu-0.15Zr合金晶间低熔点相的影响
3.3.1 合金面扫描分析
3.3.2 合金能谱分析
3.3.3 合金XRD分析
3.3.4 合金低熔点相比例分析
3.3.5 合金透射电镜分析
3.4 Mg元素对Al-4.4Cu-0.15Zr合金热裂影响机制
第4章 Zn元素对Al-4.4Cu-0.15Zr合金热裂性能的影响
4.1 Zn元素对Al-4.4Cu-0.15Zr合金热裂倾向的影响
4.1.1 Zn元素对Al-4.4Cu-0.15Zr合金宏观热裂倾向影响
4.1.2 基于Clyne-Davie模型预测合金的热裂倾向
4.2 Zn元素加入量对Al-4.4Cu-0.15Zr合金微观组织的影响
4.2.1 Zn元素加入量对Al-4.4Cu-0.15Zr合金微观组织的影响
4.2.2 Zn元素加入量对Al-4.4Cu-0.15Zr合金热裂断口形貌的影响
4.3 Zn元素对Al-4.4Cu-0.15Zr合金晶间低熔点相的影响
4.3.1 合金面扫描分析
4.3.2 合金能谱分析
4.3.3 合金XRD分析
4.3.4 合金透射电镜分析
4.4 Zn元素对Al-4.4Cu-0.15Zr合金热裂影响机制
第5章 结论
参考文献
在学研究成果
致谢
本文编号：3958132
【文章页数】：61 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 热裂的研究现状
1.1.1 影响合金热裂的因素
1.1.2 热裂的国内外研究现状
1.1.3 热裂预测准则研究现状
1.1.4 热裂的数值模拟研究现状
1.2 热裂机理研究现状
1.2.1 强度理论
1.2.2 液膜理论
1.2.3 晶间搭桥理论
1.2.4 凝固收缩补偿理论
1.3 合金元素对热裂的影响
1.4 课题目的及意义
1.5 课题的主要研究内容
第2章 实验材料与方法
2.1 实验材料
2.2 实验设备
2.3 实验方法
2.3.1 合金熔炼
2.3.2 热裂倾向分析
2.3.3 X射线荧光成分分析
2.3.4 组织观察
2.3.5 X射线衍射分析(XRD)
2.3.6 电子探针分析(EPMA)
2.3.7 透射电镜分析
2.3.8 热电偶分析法
第3章 Mg元素对Al-4.4Cu-0.15Zr合金热裂性能的影响
3.1 Mg元素对Al-4.4Cu-0.15Zr合金热裂倾向的影响
3.1.1 Mg元素对Al-4.4Cu-0.15Zr合金宏观热裂倾向的影响
3.1.2 基于Clyne-Davie模型预测合金的热裂倾向
3.2 Mg元素加入量对Al-4.4Cu-0.15Zr合金微观组织的影响
3.2.1 Mg元素加入量对Al-4.4Cu-0.15Zr合金微观组织的影响
3.2.2 Mg元素加入量对Al-4.4Cu-0.15Zr合金热裂断口形貌的影响
3.3 Mg元素对Al-4.4Cu-0.15Zr合金晶间低熔点相的影响
3.3.1 合金面扫描分析
3.3.2 合金能谱分析
3.3.3 合金XRD分析
3.3.4 合金低熔点相比例分析
3.3.5 合金透射电镜分析
3.4 Mg元素对Al-4.4Cu-0.15Zr合金热裂影响机制
第4章 Zn元素对Al-4.4Cu-0.15Zr合金热裂性能的影响
4.1 Zn元素对Al-4.4Cu-0.15Zr合金热裂倾向的影响
4.1.1 Zn元素对Al-4.4Cu-0.15Zr合金宏观热裂倾向影响
4.1.2 基于Clyne-Davie模型预测合金的热裂倾向
4.2 Zn元素加入量对Al-4.4Cu-0.15Zr合金微观组织的影响
4.2.1 Zn元素加入量对Al-4.4Cu-0.15Zr合金微观组织的影响
4.2.2 Zn元素加入量对Al-4.4Cu-0.15Zr合金热裂断口形貌的影响
4.3 Zn元素对Al-4.4Cu-0.15Zr合金晶间低熔点相的影响
4.3.1 合金面扫描分析
4.3.2 合金能谱分析
4.3.3 合金XRD分析
4.3.4 合金透射电镜分析
4.4 Zn元素对Al-4.4Cu-0.15Zr合金热裂影响机制
第5章 结论
参考文献
在学研究成果
致谢
本文编号：3958132
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