郑婷:旋流自孕育Al-Si合金铸锭的组织性能研究论文

郑婷:旋流自孕育Al-Si合金铸锭的组织性能研究论文

本文主要研究内容

作者郑婷(2019)在《旋流自孕育Al-Si合金铸锭的组织性能研究》一文中研究指出:凝固过程对铸件质量具有重要的影响,精确控制铸件的凝固过程可以得到所需要的组织和性能,提高铸锭的质量。晶粒细化处理技术是凝固组织控制过程中最常用的技术,该技术方法也在不断推陈出新。优化的铸件组织、少偏析、较高的铸锭力学性能等都可以通过晶粒细化技术来实现。本课题通过模拟旋流自孕育凝固;利用数值模拟ANSYS-Fluent软件研究电磁场作用下金属熔体的凝固过程,得到最佳工艺参数;利用激光共聚焦显微镜在铝合金熔体凝固的过程中施加磁场与孕育处理作用,对金属的凝固过程进行原位观察;利用实验与模拟所得数据浇铸铝合金铸锭进行优化实验。得出:(1)利用硫代硫酸钠模拟旋流自孕育凝固,孕育剂的加入可以吸收硫代硫酸钠溶液的过热,增大熔体过冷度,提高异质形核率,优化凝固组织。利用ANSYS-Fluent软件计算在尺寸为Φ0.1m×0.1m的铸锭内,电磁场在径向上对称分布并由铸锭的表面向中心衰减;频率一定,磁感应强度值和电磁力的大小均与搅拌电流强度成正比;电流一定,频率增加,电磁力也增大。但是,随着频率的增加,集肤效应明显增加,磁感应强度透入值减小。半径值为0.04m处的熔体流动速度最大,中心处最小,速度的分布规律为由中心到表面处先增大后减小;电流强度增加,熔体流动速度增大;电源频率由10Hz增加到20Hz时,熔体流动速度明显增大,而频率由20Hz增加到30Hz时,熔体内的速度变化不大;熔体内部温度在电磁搅拌作用下降低较快,铸锭内部温度梯度减小,凝固速度加快。(2)通过CSLM原位观测可以看到施加了磁场与自孕育处理之后铸锭的最终凝固微观组织尺寸明显减小。磁场与自孕育处理协同作用下晶粒组织得到明显的细化,边界析出物Al2Cu形状主要为层片状且尺寸较细小,组织间距明显减小,合金硬度也得到提高。由Al-Si合金铸锭凝固实验可得出电磁搅拌工艺与自孕育处理工艺协同作用可以明显细化铸锭晶粒组织,改善铸锭的偏析。电磁搅拌作用下的边界析出物α+Si相的析出形态由原始的针状变为板条状,尺寸有所减小。在电磁搅拌与自孕育处理工艺下的晶粒尺寸进一步减小,析出相的分布更加均匀且析出形态变为了板块状,尺寸也进一步减小,平均晶粒尺寸分别为209μm、176μm和164μm,边界析出相α+Si相的平均长度尺寸分别为59.65μm、28.55μm和24.06μm。

Abstract

ning gu guo cheng dui zhu jian zhi liang ju you chong yao de ying xiang ,jing que kong zhi zhu jian de ning gu guo cheng ke yi de dao suo xu yao de zu zhi he xing neng ,di gao zhu ding de zhi liang 。jing li xi hua chu li ji shu shi ning gu zu zhi kong zhi guo cheng zhong zui chang yong de ji shu ,gai ji shu fang fa ye zai bu duan tui chen chu xin 。you hua de zhu jian zu zhi 、shao pian xi 、jiao gao de zhu ding li xue xing neng deng dou ke yi tong guo jing li xi hua ji shu lai shi xian 。ben ke ti tong guo mo ni xuan liu zi yun yo ning gu ;li yong shu zhi mo ni ANSYS-Fluentruan jian yan jiu dian ci chang zuo yong xia jin shu rong ti de ning gu guo cheng ,de dao zui jia gong yi can shu ;li yong ji guang gong ju jiao xian wei jing zai lv ge jin rong ti ning gu de guo cheng zhong shi jia ci chang yu yun yo chu li zuo yong ,dui jin shu de ning gu guo cheng jin hang yuan wei guan cha ;li yong shi yan yu mo ni suo de shu ju jiao zhu lv ge jin zhu ding jin hang you hua shi yan 。de chu :(1)li yong liu dai liu suan na mo ni xuan liu zi yun yo ning gu ,yun yo ji de jia ru ke yi xi shou liu dai liu suan na rong ye de guo re ,zeng da rong ti guo leng du ,di gao yi zhi xing he lv ,you hua ning gu zu zhi 。li yong ANSYS-Fluentruan jian ji suan zai che cun wei Φ0.1m×0.1mde zhu ding nei ,dian ci chang zai jing xiang shang dui chen fen bu bing you zhu ding de biao mian xiang zhong xin cui jian ;pin lv yi ding ,ci gan ying jiang du zhi he dian ci li de da xiao jun yu jiao ban dian liu jiang du cheng zheng bi ;dian liu yi ding ,pin lv zeng jia ,dian ci li ye zeng da 。dan shi ,sui zhao pin lv de zeng jia ,ji fu xiao ying ming xian zeng jia ,ci gan ying jiang du tou ru zhi jian xiao 。ban jing zhi wei 0.04mchu de rong ti liu dong su du zui da ,zhong xin chu zui xiao ,su du de fen bu gui lv wei you zhong xin dao biao mian chu xian zeng da hou jian xiao ;dian liu jiang du zeng jia ,rong ti liu dong su du zeng da ;dian yuan pin lv you 10Hzzeng jia dao 20Hzshi ,rong ti liu dong su du ming xian zeng da ,er pin lv you 20Hzzeng jia dao 30Hzshi ,rong ti nei de su du bian hua bu da ;rong ti nei bu wen du zai dian ci jiao ban zuo yong xia jiang di jiao kuai ,zhu ding nei bu wen du ti du jian xiao ,ning gu su du jia kuai 。(2)tong guo CSLMyuan wei guan ce ke yi kan dao shi jia le ci chang yu zi yun yo chu li zhi hou zhu ding de zui zhong ning gu wei guan zu zhi che cun ming xian jian xiao 。ci chang yu zi yun yo chu li xie tong zuo yong xia jing li zu zhi de dao ming xian de xi hua ,bian jie xi chu wu Al2Cuxing zhuang zhu yao wei ceng pian zhuang ju che cun jiao xi xiao ,zu zhi jian ju ming xian jian xiao ,ge jin ying du ye de dao di gao 。you Al-Sige jin zhu ding ning gu shi yan ke de chu dian ci jiao ban gong yi yu zi yun yo chu li gong yi xie tong zuo yong ke yi ming xian xi hua zhu ding jing li zu zhi ,gai shan zhu ding de pian xi 。dian ci jiao ban zuo yong xia de bian jie xi chu wu α+Sixiang de xi chu xing tai you yuan shi de zhen zhuang bian wei ban tiao zhuang ,che cun you suo jian xiao 。zai dian ci jiao ban yu zi yun yo chu li gong yi xia de jing li che cun jin yi bu jian xiao ,xi chu xiang de fen bu geng jia jun yun ju xi chu xing tai bian wei le ban kuai zhuang ,che cun ye jin yi bu jian xiao ,ping jun jing li che cun fen bie wei 209μm、176μmhe 164μm,bian jie xi chu xiang α+Sixiang de ping jun chang du che cun fen bie wei 59.65μm、28.55μmhe 24.06μm。

论文参考文献

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  • 论文详细介绍

    论文作者分别是来自辽宁科技大学的郑婷,发表于刊物辽宁科技大学2019-11-25论文,是一篇关于激光共聚焦论文,磁场论文,数值模拟论文,自孕育处理论文,辽宁科技大学2019-11-25论文的文章。本文可供学术参考使用,各位学者可以免费参考阅读下载,文章观点不代表本站观点,资料来自辽宁科技大学2019-11-25论文网站,若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权,请联系我们删除。

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