检索结果-南通市图书馆

作者：戴维华中科技大学

学位级别：硕士

半固态流变成形作为一种新型的材料加工技术，能够实现薄壁零件的高强度和轻量化。在当今社会低碳经济的热潮中，以其低能耗、流程短的优势，逐渐成为人们关注的焦点。铝铜合金具有广泛的用途，如何进一步提高铝铜合金零部件的性能具有... 详细信息

半固态流变成形作为一种新型的材料加工技术，能够实现薄壁零件的高强度和轻量化。在当今社会低碳经济的热潮中，以其低能耗、流程短的优势，逐渐成为人们关注的焦点。铝铜合金具有广泛的用途，如何进一步提高铝铜合金零部件的性能具有重要的意义。本文主要研究了铝铜合金的半固态浆料制备以及流变挤压成形性能，并探讨了铝铜合金间接超声振动的制浆机理。采用间接超声振动方法，即工具头在盛熔体的金属杯外面进行超声振动，制备AlCu5MnTi铝合金半固态浆料,其主要成分（质量分数，%）为：Cu4.8，Mn0.35，Ti0.3，其余Al。主要研究了启振温度和振动时间对浆料微观组织的影响，以及超声振动作用下整杯浆料的初生相分布。结果表明，在液相线以上附近温度开始，对熔体进行60s左右的间接超声振动，可以获得平均晶粒直径为67μm，平均形状系数为0.56的半固态浆料。晶粒平均直径在60s的振动时间内一直增大，从46μm上升到67μm，平均形状系数在60s的振动时间内一直增大，从0.42上升到0.56，但是到80s时平均形状系数降低到0.53。整杯浆料中各处浆料组织基本均匀一致，顶部和底部晶粒的平均直径略大于中部。在靠近杯壁1~3mm的区域发现大量游离晶核，表明间接超声振动还具有高频机械振动的效果。因此，对金属熔体施加间接超声振动作用时，并不只是超声振动的作用效果，而是超声波振动和高频机械振动共同作用的结果。关于半固态浆料的挤压铸造成形研究，主要探讨了挤压压力，模具温度以及热处理对铸件微观组织和力学性能的影响。结果表明随着压力从25MPa上升到100MPa时，晶粒的平均直径从38μm减小到30.7μm，形状系数从0.52增大到0.66;随着模具温度从220℃升高到320℃，在100MPa的挤压压力下，抗拉强度和伸长率呈先增大后减小的趋势，在270℃时达到最大值;在压力为100MPa，模具温度为270℃左右时，经过T5热处理后流变挤压铸件力学性能最佳，抗拉强度为326.5MPa，伸长率为11%。而液态挤压铸件在相同条件下抗拉强度和伸长率分别为306.7MPa和7.5%。流变挤压铸件相比液态挤压铸件在这两项上分别提高了6.5%和47%。这主要由于浆料制备过程中，晶粒的生长会受到超声波的作用而变为球状，浓度场和温度场也会变得更加均匀，减少了偏析的出现，晶粒也变得更加细小，因此力学性能有较大提高。同时还探讨了压力作用下晶粒细化的机理，主要是由于压力作用下，零件与模具之间的传热系数会明显增大，而不是压力导致合金液相线温度改变的结果。

关键词：间接超声振动半固态浆料非枝晶组织流变挤压成形 Al-Cu合金

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超声流变挤压成形Al-Ce合金多相协同强化机理

超声流变挤压成形Al-Ce合金多相协同强化机理

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作者：肖昌焱武汉工程大学

学位级别：硕士

Al-Ce合金是一种新型的耐热铸造铝合金,具有流动性好,铸造性能优良的优点,但二元Al-Ce合金的基体较弱,强度较低,无法满足使用需要,因而现阶段在工业应用中还相当有限。Ni元素是耐热铸造Al合金中的常见元素,Ni在Al中能够生成AlNi,AlFe N... 详细信息

Al-Ce合金是一种新型的耐热铸造铝合金,具有流动性好,铸造性能优良的优点,但二元Al-Ce合金的基体较弱,强度较低,无法满足使用需要,因而现阶段在工业应用中还相当有限。Ni元素是耐热铸造Al合金中的常见元素,Ni在Al中能够生成AlNi,AlFe Ni等热稳定性优良的金属间化合物强化合金基体。Fe是Al合金中的常见杂质,在Al合金中易生成粗大的板条状富Fe相,严重割裂基体,危害合金力学性能,但Fe元素在Al中生成的金属间化合物在高温下具有优良的高温稳定性,能显著提高合金高温力学性能。本文首先采用重力金属型铸造工艺研究了Ce含量不同的Al-Ce合金的组织与力学性能,然后在Al-8Ce合金中添加不同含量的Ni元素,研究不同含量的Ni对合金组织与力学性能的影响。结果表明,在亚共晶Al-Ce合金中,合金组织主要由α-Al和AlCe共晶组织组成,过共晶Al-Ce合金中主要由初生AlCe相,α-Al和AlCe共晶组织组成。随Ce含量的增加二元Al-Ce合金强度先升高后降低,初生AlCe相的产生造成了二元Al-Ce合金力学性能的下降。Ni加入Al-Ce合金后在合金中生成了初生AlNi相,同时还生成了由AlNi和AlCe相共同构成的三元共晶团,合金的室温高温强度均随着Ni含量的增加而提高。研究了超声流变挤压成形Al-8Ce-6Ni合金的显微组织和力学性能。结果发现,超声处理能显著影响合金组织中的α-Al的生长方式,将其由树枝晶状转变为椭球状。挤压对Al-Ce-Ni合金组织具有显著的细化作用,随挤压压力的增加,合金组织显著细化,合金的强度也显著提高。超声和挤压的联合作用使合金组织进一步细化,α-Al由树枝晶形态转变为等轴晶形态,合金强度也进一步提高。研究了超声流变挤压成形Al-8Ce-6Ni-0.4Fe合金的显微组织和力学性能。结果表明,Fe在Al-Ce-Ni合金中主要以长针状AlFe Ni相的形式存在,超声处理和挤压压力对AlFe Ni的形态有显著细化作用。随挤压压力的升高长针状AlFe Ni相转变为短棒状,合金的力学性能也有显著提升。研究了550℃下高温热暴露时间对重力金属型铸造Al-8Ce、Al-8Ce-6Ni合金,以及直接挤压铸造和超声流变挤压铸造的Al-8Ce-6Ni合金和Al-8Ce-6Ni-0.4Fe合金显微组织的影响。结果发现,在550℃高温热暴露12h后,合金中的AlCe共晶组织,由细小长条状转变为不连续点状,初生AlNi相边缘发生明显钝化。随热暴露时间延长,在12-60h范围内,合金组织未发生进一步明显变化。直接挤压铸造,与超声流变挤压铸造的Al-8Ce-6Ni合金组织变化相似。热暴露12h后Al-8Ce-6Ni-0.4Fe合金中的板条状AlFe Ni尖端发生明显轻微钝化,随热暴露时间延长,合金组织结构保持稳定,表现出优异的热稳定性。

关键词：超声流变挤压成形 Al-Ce合金多相协同强化机理

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连续流变挤压参数对Al-Cu-Mn合金组织和性能的影响

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热加工工艺 2023年第19期52卷 58-61,66页

作者：索叶龙赵生亮钱运亮阎峰云兰州理工大学材料科学与工程学院甘肃兰州730050 东风电驱动系统有限公司湖北襄阳441000 东风(十堰)有色铸件有限公司湖北十堰442001 兰州理工大学省部共建有色金属先进加工与再利用国家重点实验室甘肃兰州730050

采用连续流变挤压机、光学显微镜、扫描电子显微镜、万能试验机探究了不同工艺参数对Al-Cu-Mn合金组织和性能的影响。分析了连续流变挤压杆材的断裂机制,得到了最佳的流变挤压工艺参数。结果表明:在浇注温度690℃,工作辊转速15 r/min,... 详细信息

采用连续流变挤压机、光学显微镜、扫描电子显微镜、万能试验机探究了不同工艺参数对Al-Cu-Mn合金组织和性能的影响。分析了连续流变挤压杆材的断裂机制,得到了最佳的流变挤压工艺参数。结果表明:在浇注温度690℃,工作辊转速15 r/min,冷却水流量3 m~3/h下进行连续流变挤压成形的直径9.5 mm杆材力学性能最好,其抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为340 MPa、250 MPa、28%。730℃,12.5 r/min,3 m~3/h连续流变挤压铸造比相同浇注温度(730℃)下的重力铸造的抗拉强度、屈服强度和伸长率分别提高了43.8%、52%、700%。连续流变挤压铸造成形的Al-Cu-Mn合金的断裂形式为延性断裂,而重力铸造的Al-Cu-Mn合金断裂形式为脆性+延性的混合断裂。

关键词： Al-Cu-Mn合金流变挤压成形显微组织力学性能

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纳米SiC颗粒增强7075铝基复合材料半固态坯制备及成形研究

纳米SiC颗粒增强7075铝基复合材料半固态坯制备及成形研究

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作者：王利斌哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

为了适应国家节能、减排、增效的总体方针，装备的轻量化越来越凸显其重要性。其中结构件的轻量化是装备轻量化的重要支撑技术，主要是以铝合金、镁合金及其复合材料替代钢材，将其推向一个新的服役水平。纳米颗粒增强铝基复合材料由于... 详细信息

为了适应国家节能、减排、增效的总体方针，装备的轻量化越来越凸显其重要性。其中结构件的轻量化是装备轻量化的重要支撑技术，主要是以铝合金、镁合金及其复合材料替代钢材，将其推向一个新的服役水平。纳米颗粒增强铝基复合材料由于其具有较高的强度和弹性模量以及较好的耐磨性等特征，已经成为结构件的首选材料之一。但是纳米颗粒增强铝基复合材料的制备和成形还存在一定的技术困难。例如纳米颗粒的均匀分散、制备工艺参数的合理匹配以及成形过程的优化控制等都存在一定技术困难。本文针对纳米颗粒增强铝基复合材料制备和成形的技术难题，提出超声辅助半固态搅拌制备方法，并以典型深桶形件为研究对象，对其半固态流变挤压成形展进行了研究。通过对微观组织形貌的观察和宏观力学性能的分析，得出不同工艺参数对半固态浆料和桶形件的影响规律。为纳米颗粒增强铝基复合材料的制备和成形提供了技术支持。综合考虑半固态搅拌时间，搅拌温度，碳化硅体积分数、超声震荡时间和施加压力五个因素设定实验方案。根据桶形件的尺寸形状，设计相应的流变挤压成形模具。研究了超生辅助半固态搅拌过程参数对制备半固态坯料质量的影响规律。研究发现，半固态搅拌时间，搅拌温度，碳化硅体积分数和超声震荡时间对制备半固态浆料有重要影响，从而影响到成形桶形件的质量。流变成形时的挤压力对成形桶形件也有重要的影响。通过多组试验比较发现较佳的工艺参数为半固态搅拌时间25min，搅拌温度为620℃，碳化硅体积分数为1%，超声震荡时间为10min时为宜。通过室温拉伸试验分析研究了半固态流变挤压成形桶形件的力学性能。挤压态的7075铝合金棒材的抗拉强度为31030MPa，延伸率为10%。按照上述较佳参数成形的桶形件的抗拉强度为310MPa，延伸率为8%，接近挤压态锻铝强度。将该桶形件经过T6热处理后，其强度可达460MPa，延伸率15%，超过未热处理锻态7075铝合金棒材。工艺参数匹配不合理时会导致微观组织中存在大量的树枝晶，以及夹杂，气孔和裂纹等缺陷，恶化了性能。在优化的工艺参数下能够获得晶粒尺寸细小均匀，组织致密，缺陷较少的微观组织。其拉伸断口中观察到大量的韧窝和撕裂能。研究结果表明，在2000kN通用液压机上能够流变挤压成形出具有高性能的纳米碳化硅增强7075铝基复合材料桶形件。

关键词：纳米碳化硅 7075铝合金超声震荡半固态浆料流变挤压成形

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