超聲外場(chǎng)及AITiC細(xì)化劑耦合強(qiáng)化細(xì)晶與機(jī)理研究.pdf

1、中圖分類號(hào)工魚(yú)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(jí)公玨超聲外場(chǎng)及AITiC細(xì)化劑耦合強(qiáng)化細(xì)晶與機(jī)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(jī)械工程輕合金鑄造工藝機(jī)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(huì)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(qiáng)化細(xì)晶與機(jī)理研究摘要：鋁合金鑄造過(guò)程中，細(xì)化凝固組織對(duì)鑄錠性能具有重要意義。本文實(shí)驗(yàn)研究中對(duì)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(chǎng)，運(yùn)用EPMA、SEM、直讀光譜儀檢測(cè)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(duì)比超聲外場(chǎng)及細(xì)化劑的細(xì)化效果。研究結(jié)果表明：1超聲振動(dòng)會(huì)在鋁合金熔體內(nèi)部產(chǎn)生局部的溫度波動(dòng)現(xiàn)象

3、，實(shí)驗(yàn)中超聲空化引起的溫度波動(dòng)幅值為2—6℃；溫度波動(dòng)使得熔體起始形核溫度由6384℃提高至6445℃；使熔體提前進(jìn)行形核過(guò)程；溫度波動(dòng)在過(guò)冷形核階段，能夠增大過(guò)冷度，并且在枝晶生長(zhǎng)過(guò)程，熔斷二次枝晶臂，增加形核核心；由實(shí)驗(yàn)測(cè)得過(guò)冷度計(jì)算形核密度，與實(shí)驗(yàn)獲得晶粒密度對(duì)比得出：超聲作用下，形核率提高并非單一由過(guò)冷形核引起。2在7085鋁合金凝固過(guò)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(shí)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(duì)不同AlTiC細(xì)化劑含量7085鋁合金鑄錠的DSC測(cè)量結(jié)果表明，隨著細(xì)化劑含量增大，鋁熔體形核過(guò)冷度與最大過(guò)冷度都呈遞減趨勢(shì)，當(dāng)細(xì)化劑含量超過(guò)O5％后，熔體過(guò)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(guò)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(chǎng)，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(duì)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(duì)均勻地分布在鋁熔體中，成分過(guò)冷度增大并且的局部差異減小；直讀光譜儀元素成分測(cè)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(duì)減小，有利于TiC粒子在整個(gè)熔體中均勻分布，形成細(xì)小的等軸晶組織。圖40幅，表9個(gè)，參考文獻(xiàn)76篇。關(guān)鍵詞：7085鋁合金；超聲