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谈述镁合金典型MgAl镁合金热裂行为

收藏本文 2024-02-12 点赞:5077 浏览:15719 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:Mg-Al镁合金随着其铸件薄壁化和复杂化的进展,热裂已成为影响合金成材率和综合力学性能的最常见且严重的缺陷之一。本课题基于铸造历程的数值模拟结果,对合金热裂倾向曲线、热裂断口的显微组织、断口形貌和第二相进行了观察与浅析,并探讨合金化和冷却速度对合金热裂的影响机理。对不同冷却方式下的AZ91D镁合金铸造历程进行了数值模拟探讨。结果表明空冷和浇口对应的双向保温这两种情况下的合金液充型行为相似,只是后者的液面前沿充填不平稳现象更显著,但较之整体保温中的液面前沿流体波动要弱。凝固时铸件内部的“孤立熔池”数量按整体保温方式、浇口对应的双向保温方式和空冷方式的顺序依次增加。通过对合金化后的合金热裂断口显微组织、断口形貌和第二相的观察与浅析,讨论了合金元素对热裂形成的作用机理。在Al元素的作用下,Mg-xAl-1Zn合金的热裂倾向与合金的晶粒尺寸成正比,与Mg_(17)Al_(12)相的不连续分布联系不显著。在Ce元素作用下,Mg-9Al-1Zn-xCe(0≤x≤1.0)合金的热裂倾向不仅与合金的晶粒尺寸成正比,还与Al_(11)Ce_3的不连续成对团聚析出密切相关。合金热裂倾向与冷却速度之间的联系是随着冷却速度的降低,合金的晶粒尺寸有所长大,组织中的第二相含量有所增加,热裂倾向增大。同时,低冷却速度下得到的合金热裂断口上除了自由枝晶面、富溶质的第二相和裂纹外,还出现了大量的显微缩松。关键词:镁合金论文热裂论文合金化论文冷却速度论文热裂倾向论文

    摘要3-4

    ABSTRACT4-7

    1 绪论7-27

    1.1 引言7

    1.2 典型 MG-AL 镁合金的合金化7-11

    1.3 合金的热裂论述11-14

    1.4 合金热裂的影响因素14-18

    1.4.1 合金成分15

    1.4.2 晶粒尺寸15-17

    1.4.3 应力应变的影响17-18

    1.5 合金热裂倾向的测试策略18-22

    1.5.1 实验测试法18-21

    1.5.2 论述评价策略21-22

    1.6 铸造历程数值模拟的基本论述22-25

    1.6.1 充型历程的数值模拟基本论述[53,54]22-24

    1.6.2 凝固历程的数值模拟基本论述24

    1.6.3 金属型铸造的充型特点及影响因素24-25

    1.7 本论文探讨的主要目的及内容25-27

    1.7.1 探讨目的25

    1.7.2 探讨内容25-27

    2 实验材料及策略27-33

    2.1 镁合金热裂行为测试系统27-28

    2.1.1 热裂模具27-28

    2.1.2 凝固曲线测试28

    2.3 实验策略28-29

    2.3.1 镁合金的熔炼与浇注28-29

    2.3.2 热裂断口清洗案例29

    2.3.3 断口组织的固溶处理案例29

    2.4 样品浅析29-33

    2.4.1 成分浅析29-30

    2.4.2 金相显微浅析30

    2.4.3 扫描与能谱浅析30-31

    2.4.4 物相浅析31-33

    3 铸造历程的数值模拟33-41

    3.1 模拟历程的前处理33-34

    3.2 模拟历程的浅析34-38

    3.2.1 不同冷却速度下的充型历程浅析34-36

    3.2.2 不同冷却方式下的凝固历程浅析36-38

    3.3 铸造缺陷的预测38

    3.4 本章小结38-41

    4 合金化对典型 MG-AL 镁合金热裂行为的影响41-55

    4.1 AL 含量对 MG-AL 镁合金热裂行为的影响41-47

    4.1.1 热裂断口显微组织浅析42-43

    4.1.2 热裂机理浅析43-47

    4.2 CE 含量对 AZ91 镁合金热裂行为的影响47-54

    4.2.1 热裂断口显微组织浅析48-49

    4.2.2 热裂机理浅析49-54

    4.3 本章小结54-55

    5 冷却速度对 MG-9AL-1ZN-0.8CE 合金热裂行为的影响55-63

    5.1 冷却曲线浅析55-56

    5.2 热裂断口显微组织浅析56-57

    5.3 热裂机理浅析57-60

    5.4 本章小结60-63

    6 结论63-65

    致谢65-67

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