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充型速度对ZL205A合金铸件不同位置组织及力学性能影响

充型速度对ZL205A合金铸件不同位置组织及力学性能影响

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作者：陈加运哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

本文采用低压铸造的方法成型不同壁厚的ZL205A筒形铸件,研究了不同充型速度对ZL205A合金铸件不同位置处的组织及力学性能的影响。对ZL205A合金的铸态组织及T6热处理之后的微观组织进行观察,发现ZL205A合金铸态组织晶界清晰,存在着许多... 详细信息

本文采用低压铸造的方法成型不同壁厚的ZL205A筒形铸件,研究了不同充型速度对ZL205A合金铸件不同位置处的组织及力学性能的影响。对ZL205A合金的铸态组织及T6热处理之后的微观组织进行观察,发现ZL205A合金铸态组织晶界清晰,存在着许多微观缩松。铸态微观组织主要为基体Al相、主要成分为Al2Cu的晶界第二相、条块状第二相;T6热处理后晶界变得细小,晶界相大多数固溶到基体中,晶粒大小有所增大。通过对各位置铸态组织晶粒尺寸进行测算,发现在45mm壁厚条件下,充型速度对ZL205A合金铸件组织晶粒大小无明显影响;在15mm壁厚条件下,充型速度越大,铸件的铸态组织的晶粒尺寸越大,其中铸件下部,当充型速度由40mm/s上升至80mm/s时,晶粒平均直径增加了43μm左右。铸件的高度不同,合金铸态组织晶粒大小不同,铸件位置由上向下晶粒尺寸逐渐变大。合金铸态组织晶粒大小受充型速度、铸件壁厚等多个因素共同影响,不同条件下各因素的作用大小不同。对ZL205A合金T6热处理之后的力学性能进行测试,发现铸件壁厚越薄,充型速度对合金力学性能的影响越大,且合金的延伸率对充型速度变化更敏感。当铸件壁厚为15mm时,充型速度为80mm/s时合金的抗拉强度及延伸率均为最高。铸件位置越靠下,合金抗拉强度越大,且铸件壁越薄,铸件高度对抗拉强度的影响越大;在80mm/s充型速度下,45mm、15mm壁厚铸件的延伸率随铸件高度降低而增加,25mm壁厚铸件的延伸率随铸件高度降低而减小。充型速度越大,凝固时压力作用时间越长,铸件越致密,会使合金的性能提高;但充型速度的增大也会导致晶粒尺寸的增大,从而使合金性能降低,两方面因素相互作用,共同影响合金性能。本文ZL205A铸件的延伸率最高为22%,延伸率较低的位置断口上沿晶脆性断裂后的冰糖花样特征明显,且能观察到微观缩松;随着合金的延伸率增大,断口上缩松逐渐变少,微孔聚集型断裂后的撕裂棱及韧窝比例增加,但沿晶断裂形貌仍存在。

关键词： ZL205A合金充型速度铸件位置组织力学性能

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