半固態(tài)顯微組織形成演化與流變性的實時觀察研究.pdf

1、該文采用自行研制的透明模型合金半固態(tài)觀察裝置、透明模型合金半固態(tài)觀察和測量裝置、半固態(tài)合金機械攪拌制備裝置,在獲得可靠外界控制參數及考慮液相對流所引起的動量傳輸對凝固過程影響的情況下,詳細、深入地考察了丁二腈—5at.％水透明模型合金及Sn—15wt.％Pb合金在剪切條件下初生相形態(tài)、非枝晶組織形成機制及其與漿料流變特性之間的耦合關系,在此基礎上對這項具有廣闊應用領域的金屬加工技術的相關控制參數進行了優(yōu)化.實驗研究表明連續(xù)冷卻過程中,低

2、固相分數時球晶組織對漿料粘度影響不大,當固相分數超過一定值之后,表觀粘度增大趨勢明顯加快;連續(xù)冷卻過程中存在一個溫度起伏點,這可能與熔體內大量形核有關;粘度隨剪切速率增大而減小,在固定剪切速率下取決于穩(wěn)態(tài)粘度固態(tài)顆粒團聚程度;在考慮了固相分數、剪切速率和漿料組織狀態(tài)的基礎上提出了一個可描述漿料連續(xù)冷卻過程和穩(wěn)態(tài)剪切過程的模型,與實驗結果符合得較好.在深入考察不同凝固條件下合金在整個固液兩相區(qū)內初生微觀組織演化過程的基礎上,對控制參數進行

3、優(yōu)化,并發(fā)明了一種新的粉末制備技術—半固態(tài)雙筒旋轉分離粉末制備技術.實驗研究發(fā)現在整個固液兩相區(qū)范圍內,球晶組織的生長過程可分為兩個階段,第一個階段以顆粒生長為主,第二階段以合并生長為主;提高冷卻速度可以細化組織,但組織均勻性和圓度降低;提高剪切速率促進球狀初生組織生長,但其對半固態(tài)初生組織的改變受冷卻速度影響,冷卻速度越大,影響作用越明顯;對控制參數進行優(yōu)化,在變剪切速率、變冷卻速度工藝下獲得了優(yōu)異的半固態(tài)加工組織,同時縮短了半固態(tài)處