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[硕士论文] 万骏
材料加工工程 南昌大学 2016(学位年度)
摘要:二十世纪七十年代以来,半固态金属成形技术作为一种净终态成形技术受到了许多关注,尤其在铝合金零件中有着广泛的应用。与传统铸造相比,半固态金属成形技术有着诸多的优点,比如操作简单、节约能源、高效率等。目前,半固态浆料制备技术主要有以下几种方法:机械搅拌法、电磁搅拌法、倾斜冷却板制备法、超声振动法等等。超声振动法作为近几年新兴的方法,有着其独特的优点:在超声过程中不容易破坏熔体表面,这样能使浆料组织更加圆整。
  本文利用超声原位的方法制备了半固态TiAl3/ZL101铝基复合材料,研究了不同超声工艺参数对半固态浆料组织的影响,同时还测量了不同条件下半固态浆料组织的表观粘度,结果表明:随着超声温度的降低,初生α-Al相尺寸逐步变大,形貌有近球状变为椭圆状、蔷薇状、树枝状。当超声时间增加时,初生α-Al颗粒尺寸先减小,后增大。随着超声功率的增加,初生α-Al相颗粒尺寸逐步减小,形状系数增加。当超声温度为608℃、超声功率为1000 W、超声时间为60 s时,获得的半固态浆料组织中的初生α-Al颗粒形貌较为理想,平均初生α-Al颗粒尺寸为62μm,形状系数为0.8。半固态TiAl3/ZL101铝基复合材料的表观粘度随着TiAl3体积分数和固相分数的增加而增加,随着超声功率的增加而减小。根据本实验测得数据,建立了基于超声振动制备半固态TiAl3/ZL101铝基复合材料的流变模型:此处公式省略:此外,根据本实验得出的流变模型,在 VS2005平台用 FORTRAN语言将Flow3D软件进行二次开发,将所得的新模型镶嵌到Flow3D软件中来模拟半固态TiAl3/ZL101铝基复合材料流变成形的过程,通过软件模拟出零件在充型过程中温度场、压力场和表面缺陷的分布情况,同时为了优化半固态成形工艺参数,选取浇注温度、压射速度和模具温度三个因素进行正交实验,得出的结果表明:半固态条件下零件的成形质量优于液态条件下零件的成形质量,零件的速度场和压力场在半固态条件下分布较为均匀。需要保持较高的浇注温度和模具温度才能保证半固态浆料的流动性能,制备出质量较好的铸件。另一方面,压射速度较大时,可以使半固态浆料获得较大的充填速度,从而获得表面轮廓较好的端盖零件。综合所有模拟结果得出最佳的工艺参数为浇注温度600℃、压射速度2 m/s、模具温度200℃。根据模拟结果得出的工艺参数,进行了实际的半固态压铸实验,将所得零件与模拟结果进行了对比,验证了模拟结果的可靠性。
摘要:以Al-B2O3为反应体系,采用熔体直接反应法与超声处理相结合制备了原位Al2O3/ADC12复合材料.采用光学显微镜观察基体和复合材料的显微组织,用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)及能谱仪(EDS)分析增强相的分布、形貌以及成分.结果表明:在超声作用下,原位反应能够有效快速地进行,增强颗粒与基体的润湿性得到了显著改善;超声和增强颗粒的协同作用使得复合材料的显微组织和力学性能有了较大的改善;复合材料显微组织中的晶粒得到细化,分布更加均匀,硅相形貌由原来的块状、长针状、条状逐渐转变为短棒状、颗粒状;在一定范围内,随着超声功率的增加,复合材料的组织和性能更理想;经600 W超声辅助合成的复合材料的综合力学性能较好,此时抗拉强度达到224.5 MPa,硬度HV达到112.7,分别比基体ADC12提高了25.7%、27.1%....
摘要:利用超声振动法制备半固态TiAl3/A356铝基复合材料浆料,利用扫描电镜和X射线衍射技术研究了超声温度,超声时间和超声功率对半固态TiAl3/A356铝基复合材料浆料的微观组织的影响.结果显示,初生α-Ai颗粒的尺寸随着超声温度和超声功率的降低而减小;随着超声时间的增加,先减小后增大.当超声温度为608℃、超声功率为1000W、超声时间为60 s时,获得的半固态浆料组织中的初生α-Al颗粒形貌较为理想,平均初生α-Al颗粒尺寸为62 μm,形状系数为0.8.微观组织演变的机理是空化效应和声流效应引起的形核率和过冷度的增加.此外,原位生成的TiAl3颗粒有很强的结合α-A1颗粒的能力....
[期刊论文] 徐亮 闫洪 王志伟 万骏
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CSTPCD 北大核心
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摘要:采用磨损试验机、电子天平和扫描电镜对超声法制备的纳米Al2O3增强铝基复合材料磨损行为进行研究.结果表明:当纳米Al2O3添加量为1.5wt%时,该复合材料的硬度、耐磨性最好.随载荷增加,该复合材料磨损量增大,摩擦系数增大.在载荷为10、20 N 时,复合材料磨损机制以磨粒磨损为主;当载荷增加到30 N 时,出现以氧化磨损和粘着磨损为主的磨损机制;当载荷增加到40 N 时,出现剧烈的粘着磨损....
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