鋁硅合金不同共晶生長(zhǎng)模式下孔洞的研究.pdf

1、孔洞缺陷是鑄造鋁硅合金中最重要的缺陷之一。本論文利用X射線溫度梯度設(shè)備（XTGS），在單向凝固條件下，實(shí)時(shí)觀察近共晶鋁硅合金凝固過(guò)程中孔洞的演化，考察不同共晶生長(zhǎng)模式對(duì)孔隙率、孔洞的大小、數(shù)量的影響以及共晶組織與孔洞之間的交互作用。本論文的研究結(jié)果有助于幫助人們理解孔洞形成的物理過(guò)程，可為后續(xù)的孔洞形成的數(shù)值模擬研究與預(yù)測(cè)打下了堅(jiān)實(shí)的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。完成的主要工作如下：
　　 利用XTGS設(shè)備成功實(shí)現(xiàn)了凝固過(guò)程中孔洞演化的實(shí)時(shí)觀察。通

2、過(guò)反復(fù)調(diào)節(jié)上下爐溫度和凝固速度，測(cè)定溫度梯度和界面位置，使凝固過(guò)程中液固界面一直穩(wěn)定在射線觀察窗口內(nèi)某一合適位置?？锥囱莼膶?shí)時(shí)觀察結(jié)果表明孔洞能夠在遠(yuǎn)離液固界面處形核長(zhǎng)大，大部分氣泡開始的生長(zhǎng)速度很快，然后生長(zhǎng)速度變得比較平緩。同時(shí)還觀察到孔在凝固過(guò)程中的變形及合并現(xiàn)象。
　　 通過(guò)改變合金成分、溫度梯度和凝固速度，在單向凝固條件下得到了胞狀晶、胞狀樹枝晶、柱狀樹枝晶、等軸晶等典型的共晶形貌。研究發(fā)現(xiàn)在本文的實(shí)驗(yàn)條件下四種共晶

3、生長(zhǎng)模式下孔洞缺陷中氣孔占主導(dǎo)地位，縮孔數(shù)量較少且尺寸都較小。合金成分一定時(shí)，隨著冷卻速度的增大，孔洞的平均當(dāng)量半徑、最大氣孔尺寸均減小，但孔洞密度增大。胞狀共晶凝固模式下孔的演化規(guī)律主要受孔的生長(zhǎng)控制，孔的形核相對(duì)次要，而等軸共晶凝固下正好相反，主要受孔的形核控制，孔的生長(zhǎng)比較次要。胞狀樹枝共晶和柱狀樹枝共晶則處于兩者之間，孔的形核和孔的長(zhǎng)大對(duì)試樣整體孔洞參數(shù)的影響都非常重要。
　　 根據(jù)金相觀察結(jié)果提出四種孔與組織的交互作用