超聲外場及AITiC細(xì)化劑耦合強化細(xì)晶與機理研究.pdf

1、中圖分類號工魚2皇2J墾墨望UDC32碩士學(xué)位論文學(xué)校代碼!Q墨墨墨密級公玨超聲外場及AITiC細(xì)化劑耦合強化細(xì)晶與機理研究Synergistice臟ctofultrasonicfieldandAlTiCrefmerongramrefmementanditsmechanismresearch作者姓名：學(xué)科專業(yè)：研究方向：學(xué)院(系、所)：指導(dǎo)教師：寧佳杰機械工程輕合金鑄造工藝機電工程學(xué)院李曉謙論文答辯日期趁』絲支!f羅答辯委員會主席|中南

2、大學(xué)二O一四年五月中南大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要超士夕l煅AITiC細(xì)化劑耦合強化細(xì)晶與機理研究摘要：鋁合金鑄造過程中，細(xì)化凝固組織對鑄錠性能具有重要意義。本文實驗研究中對比常規(guī)鑄造與超聲鑄造，并且在添加AlTiC細(xì)化劑基礎(chǔ)上施加超聲外場，運用EPMA、SEM、直讀光譜儀檢測鋁合金鑄錠中主要合金元素的分布情況，以及A1TiC細(xì)化劑在鋁熔體中的分布，對比超聲外場及細(xì)化劑的細(xì)化效果。研究結(jié)果表明：1超聲振動會在鋁合金熔體內(nèi)部產(chǎn)生局部的溫度波動現(xiàn)象

3、，實驗中超聲空化引起的溫度波動幅值為2—6℃；溫度波動使得熔體起始形核溫度由6384℃提高至6445℃；使熔體提前進行形核過程；溫度波動在過冷形核階段，能夠增大過冷度，并且在枝晶生長過程，熔斷二次枝晶臂，增加形核核心；由實驗測得過冷度計算形核密度，與實驗獲得晶粒密度對比得出：超聲作用下，形核率提高并非單一由過冷形核引起。2在7085鋁合金凝固過程中添加A15TiO2C細(xì)化劑能夠明顯細(xì)化晶粒，當(dāng)含量為O5％時細(xì)化效果最好，繼續(xù)添加細(xì)化劑含

4、量，不能明顯提高鑄錠凝固組織細(xì)化效果；對不同AlTiC細(xì)化劑含量7085鋁合金鑄錠的DSC測量結(jié)果表明，隨著細(xì)化劑含量增大，鋁熔體形核過冷度與最大過冷度都呈遞減趨勢，當(dāng)細(xì)化劑含量超過O5％后，熔體過冷度不再有明顯變化，熔體形核處于最佳狀態(tài)。3、在7085鋁合金凝固過程中添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為O5％的A15TiO2C細(xì)化劑，晶粒細(xì)化率約為44％，在添加細(xì)化劑的基礎(chǔ)上施加超聲外場，細(xì)化率提高32％；EPMA面掃描分析得出：施加超聲后，Ti元素和C元

5、素能夠相對均勻分布在晶體內(nèi)部，在晶界的聚集明顯減少；SEM線掃分析得到：施加超聲使Zn、Mg、Cu主要溶質(zhì)元素在晶界處含量明顯減小，溶質(zhì)元素相對均勻地分布在鋁熔體中，成分過冷度增大并且的局部差異減?。恢弊x光譜儀元素成分測定得出：超聲作用使得細(xì)化劑在鋁熔體中更加均勻分布，并且Zn、M2、Cu元素的宏觀偏析率也相對減小，有利于TiC粒子在整個熔體中均勻分布，形成細(xì)小的等軸晶組織。圖40幅，表9個，參考文獻(xiàn)76篇。關(guān)鍵詞：7085鋁合金；超聲