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1、学校代号：1 0 7 3 1 学号：0 9 2 0 8 0 5 0 3 0 2 7 密级：公开 自孕 兰州理工大学硕士学位论文 育法流变压铸变形铝、镁合金研究 童些刍鏊!挝料加工工猩 诠窒握童旦塑12 Q 1 2 生垒旦2 墨旦 诠室簦避旦塑12 Q 1 2 生鱼旦2 旦 I I I II II I I III I I II Ir lIIf Y 2110 0 9 0 R e s e a r c ho fR h e o d i e c a s t i n gP r o c e s so f W r o u g h tA l u m i n u m 、 M a g n e s i u mA l l
2、 o yb yS e l f i n o c u l a t i o nM e t h o d L IY a n l e i B E ( H u b e iA u t o m o t i v eI n d u s t r yI n s t i t u t e ) 2 0 0 9 At h e s i ss u b m i R e di np a r t i a ls a t i s f a c t i o no f t h e R e q u i r e m e n t sf o r t h ed e g r e eo f M a s t e ro f E n g i n e e r i n
3、g M a t e r i a l o g y i nt h e G r a d u a t eS c h o o l o f L a n z h o u U n i v e r s i t yo fT e c h n o l o g y S u p e r v i s o r P r o f e s s o rL I Y u a n d o n g M a y , 2 0 1 2 自孕育法流变压铸变形铝、镁合金研究 兰州理工大学学位论文原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得 的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不
4、包含任何其他个 人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集 体，均己在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承 担。 作者签名：煮诤易毳 日期：加，z 年石月P 日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校 有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查 阅和借阅。本人授权兰州理工大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有 关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位 论文。同时授权中国科学技术信息研究所将本学位论文收录到中国学位论文 全文数据库，并通过网络
5、向社会公众提供信息服务。 作者签名：力鲁参磊 别磁名赫 日期：加彦年 日期：久，t 2 年 D 2 6 月o o 日 月矽日 6 d 硕士学位论文 目录 目录i 摘要i i i A b s t r a c t ：1 1 0 7 插图索引1 附表索引1 第l 章绪论l 1 1 变形合金材料概述1 1 1 1 变形合金性能及应用1 1 2 变形合金传统成形技术l 1 2 1 变形合金传统成形技术优缺点2 1 2 2 解决变形合金成形中的新方法2 1 - 3 半固态成形技术。2 1 3 1 半固态成形技术及优点3 1 3 2 半固态流变成形技术发展现状3 1 4 本课题采用的流变成形技术5 1 5
6、本论文研究目的、意义和内容7 第2 章实验方法8 2 1 技术路线与实验方法8 2 1 1 实验材料的选择9 2 1 2 实验过程9 2 1 3 自孕育法制备半固态浆料1 0 2 1 4 适合自孕育法流变压铸半固态浆料工艺参数的确定1 1 2 1 5 流变压铸成形工艺参数的确定1 l 2 2 铸件的组织与性能1 2 2 2 1 金相显微组织1 2 2 2 - 2 显微组织评价标准1 2 2 2 3 力学性能1 2 第3 章自孕育法制备适用于流变压铸成形的半固态浆料组织1 4 3 1 自孕育法制备2 0 2 4 变形铝合金流变成形半固态浆料1 4 3 1 12 0 2 4 变形合金熔体保温温度的
7、确定1 5 3 1 2 保温过程中的组织演变1 6 自孕育法流变压铸变形锅、镁合金研究 3 1 - 3 半固态浆料连续冷却过程中的组织演变2 0 3 1 4 小结2 2 3 2 自孕育法制备A Z 6 1 变形镁合金流变成形半固态浆料2 3 3 2 1A Z 6 1 变形镁合金熔体保温温度的确定2 3 3 2 2 保温过程中的组织演变2 4 3 2 3 半固态浆料连续冷却过程中的组织演变3 0 3 2 4 小结3 2 3 3 分析与讨论3 3 3 3 1 形核机制3 3 3 3 2 组织形成机理3 4 3 4 本章小结。3 6 第4 章变形合金流变压铸成形组织研究3 7 4 1 自孕育法流变压
8、铸工艺。3 7 4 2 自孕育法流变压铸成形件组织3 8 4 2 1 不同工艺条件下A Z 6 1 镁合金流变压铸件组织3 8 4 2 2 不同工艺条件下A Z 6 1 镁合金流变压铸件组织4 3 4 2 3 自孕育法流变压铸件微观组织特征。4 6 4 2 4 二次凝固过程和凝固行为4 8 4 3 本章小结5 2 第5 章流变成形变形合金力学性能。5 3 5 1 试验方法5 3 5 2 试验结果与讨论5 3 5 2 12 0 2 4 铝合金金属型和传统压铸件力学性能5 3 5 2 2 保温温度为6 2 5 保温不同时间对2 0 2 4 合金力学性能的影响5 4 5 2 3A Z 6 1 镁合金
9、传统压铸和金属型力学性能5 8 5 2 4A Z 6 1 镁合金不同保温温度对力学性能的影响5 9 5 2 5A Z 6 1 镁合金不同压射速度对力学性能的影响6 1 5 3 流变压铸件缺陷分析6 3 5 4 本章小结6 5 结论与展望6 7 参考文献。6 9 致谢7 3 附录A 攻读学位期间所发表的学术论文7 4 硕士学位论文 摘要 采用自孕育法制备变形合金2 0 2 4 、A Z 6 1 半固态浆料，通过短时保温获得形貌更 加圆整的适合流变成形的半固态浆料，并与传统压铸机相结合进行成形。实验结果表 明： ( 1 )自孕育法制备2 0 2 4 变形铝合金半固态浆料在短时等温保温过程中，保温
10、温度6 2 5 ，保温时间为3 m i n 、5 m i n 后得到适合流变成形的半固态浆料，在整个保 温过程中，初生a 枷相演变为球状颗粒，且初生相内部没有夹裹液相。进一步计算 其平均晶粒尺寸为7 0 8 岬、7 4 1 5 1 a m ，形状因子为1 3 2 、1 4 2 ，固相率为4 3 5 7 、 4 5 1 4 。 ( 2 )A Z 6 1 镁合金半固态浆料在保温温度6 0 0 * ( 2 ，保温时间为3 m i n 时得到适 合流变成形的半固态浆料，计算其平均晶粒尺寸为4 4 9 8 1 m a ，形状因子为1 3 7 ，固相 率为3 7 7 3 。 ( 3 ) 保温过程中半固态浆
11、料整体处于过冷状态，温度场和浓度场均匀，提供 了相对稳定的液固界面，凝固潜热的释放，初生相颗粒处于生长状态。在此过程中， 浆料中存留的一些枝晶在此过程中也发生形态演变，枝晶臂尖部慢慢变粗变圆，根部 变细出现颈缩，直至熔断脱离。固相颗粒的熟化长大和固相颗粒问团聚成为影响浆料 组织形貌的主要因素，从半固态浆料保温水淬组织可以看出，经过保温，浆料中的小 枝晶碎片、等轴晶和块状晶粒熟化为球形，大的固相颗粒长大，而小颗粒重熔，达到 均匀组织的目的。 ( 4 ) 流变成形2 0 2 4 铝合金凝固过程分为两个阶段：一次凝固过程和二次凝固 过程。二次凝固过程可划分为三个阶段：初生啦相依附生长，爆发形核产生的初生G 3 相呈细小等轴晶状，共晶反应。流变成形2 0 2 4 铝合金中共晶组织存在的方式主要表 现为共生生长方式，a ( 舢) 相与0 A 1 2 C u 通过组元间的横向扩散来实现两相的交替 生长，以“搭桥”方式来形成层片状共晶。 ( 5 )对于变形合金2 0 2 4 、A Z 6 1 ，无论在何种工艺条件下，均在结合力较小的的 缺陷处起裂，裂纹沿着初生相颗
