A2017鋁合金連續(xù)強(qiáng)流變軋制成形實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、本文以A2017鋁合金為研究對(duì)象，采用連續(xù)強(qiáng)流變軋制成形技術(shù)制備鋁合金板帶。在連續(xù)強(qiáng)流變軋制成形技術(shù)基本原理基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)和制造了實(shí)驗(yàn)裝置，提出采用流動(dòng)剪切與振動(dòng)耦合作用相結(jié)合的方法制備半固態(tài)漿料并采用具有封閉矩形孔型的雙輥軋機(jī)軋制成形，將傾斜板與雙輥軋機(jī)相結(jié)合，分析了工藝條件對(duì)成形板帶組織的影響規(guī)律，優(yōu)化了工藝參數(shù)，并分析了剪切/振動(dòng)耦合作用下球形晶組織的形成規(guī)律，同時(shí)對(duì)最佳工藝條件下流變成形板帶進(jìn)行二次軋制實(shí)驗(yàn)及對(duì)二次軋制后的板帶進(jìn)行了

2、熱處理實(shí)驗(yàn)，分析了熱處理對(duì)板帶組織、性能的影響規(guī)律。主要工作及研究的成果如下:
　　(1)提出了連續(xù)強(qiáng)流變軋制成形的基本原理，自行設(shè)計(jì)和制造了一套連續(xù)強(qiáng)流變軋制成形實(shí)驗(yàn)機(jī)，可以實(shí)現(xiàn)半固態(tài)漿料制備與軋制成形的一體化、連續(xù)化，并在合理的工藝條件下制備出橫斷面為5mm×50mm的A2017鋁合金連續(xù)強(qiáng)流變軋制成形板帶;
　　(2)得到了工藝參數(shù)對(duì)A2017鋁合金連續(xù)強(qiáng)流變軋制成形板帶組織的影響規(guī)律，并獲得了A2017鋁合金連續(xù)強(qiáng)流

3、變軋制成形的最佳工藝參數(shù)，最佳工藝參數(shù)為:澆注溫度:660℃～680℃;工作輥線速度:0.052m/s;傾斜板通冷卻水流量:1.5L/min;傾斜板長(zhǎng)度:500mm～600mm;傾斜板振動(dòng)頻率:50Hz～60Hz;
　　(3)通過(guò)傳熱學(xué)經(jīng)典公式推導(dǎo)了傾斜板表面合金熔體冷卻速率的計(jì)算公式，影響合金熔體在傾斜板表面冷卻速率的各因素中，合金熔體厚度、傾斜板自身材質(zhì)的厚度及導(dǎo)熱系數(shù)、界面換熱系數(shù)影響較為顯著;
　　(4)通過(guò)對(duì)剪切/

4、振動(dòng)耦合作用下非枝晶組織的形成規(guī)律研究表明:通冷卻水的傾斜板不僅為合金均質(zhì)形核提供過(guò)冷條件，也為合金異質(zhì)形核提供基礎(chǔ)表面，對(duì)傾斜板施加振動(dòng)后，合金熔體處于相對(duì)均勻的成分場(chǎng)與溫度場(chǎng)中，還能促進(jìn)熔體內(nèi)部整體爆發(fā)形核。流動(dòng)及振動(dòng)雙重作用促進(jìn)溶質(zhì)在液相中擴(kuò)散，當(dāng)高溫液相浸潤(rùn)到具有低熔點(diǎn)的枝晶根部時(shí)導(dǎo)致枝晶根部重熔，產(chǎn)生頸縮并從枝晶根部熔斷，斷裂的枝晶在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中不斷碰撞、磨圓、熟化，最終得到包含玫瑰形晶、近球形晶和球形晶的半固態(tài)組織;
　

5、　(5)對(duì)最佳工藝條件下連續(xù)強(qiáng)流變軋制成形的A2017鋁合金板帶進(jìn)行二次軋制實(shí)驗(yàn)，在軋制溫度為400℃，軋制速度為33r/min條件下進(jìn)行多道次、大壓下量軋制，總加工率為70％，獲得了表面質(zhì)量良好的二次軋制板帶并提高了板帶的力學(xué)性能;
　　(6)對(duì)二次軋制板帶進(jìn)行固溶、時(shí)效處理。首先研究了固溶時(shí)間對(duì)板帶組織、性能的影響，二次軋制板帶經(jīng)495℃固溶2h后，晶界處殘留的共晶相已基本全部溶入基體中，對(duì)合金起到較好的固溶強(qiáng)化作用。之后在1