固液混合铸造ZA60合金显微组织及其性能的研究

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1、湖南大学硕士学位论文固液混合铸造ZA60合金显微组织及其性能的研究姓名：崔宏涛申请学位级别：硕士专业：材料加工工程指导教师：张福全20080418固液混合铸造ZA60合金显微组织及其性能的研究摘要本文采用固液混合铸造技术制备了ZA60合金锭坯，研究了合金熔体过热度、粉末加入量和粉末粒度对ZA60合金显微组织的影响，优化了固液混合铸造ZA60合金的工艺参数；同时，对ZA60合金金属型铸造、半固态铸造和固液混合铸造三种铸造工艺下的合金的显微组织的变化规律进行了探讨；利用TCL金相分析软件对合金在不同的工艺条件下材料的平均晶粒度进行了测量，同时也利用软件对初生a相的体积分数进行

2、了测量，对ZA60合金的物相进行了分析，最后对ZA60合金的硬度、室温拉伸性能和高温拉伸性能进行了研究。通过研究得出了以下结论：1．ZA60金属型铸造的晶粒比较粗大，半固态铸造显微组织相对金属型铸造组织有一定程度的球化和细化，ZA60合金固液混合铸造合金组织相对其他两种工艺组织球化和细化程度是最好的，且组织比较均匀。在ZA60合金固液混合铸造过程中，分别研究了合金熔体过热度、粉末粒度和粉末加入量对合金显微组织的影响，考虑合金组织的细化和均匀性及宏观压铸质量，当合金熔体过热度为40℃、粉末粒度为一200～+400目及粉末加入量为40％的条件下，ZA60合金显微组织得到较好的

3、细化和球化。2．ZA60合金凝固过程中主要生成相有a(富A1)相、D(Al基固溶体)相、T1(富Zn)相和￡(金属间化合物)相。ZA60合金金属型铸造、半固态铸造，固液混合铸造三种制备工艺中形成相的种类是完全一样，但是数量不同，金属型铸造初生a相数量最少，固液混合铸造最多。在ZA60合金固液混合铸造过程中，不同的参数时初生Q相数量也有很大不同，合金熔体过热度越高，初生相越少；粉末加入量越多，初生a相数量越多；粉末越细，初生a相越多。初生a相数量不同主要跟合金凝固过程中的冷却速度有关，也与粉末加入增加了非均匀形核有一定关系。3．ZA60合金的室温抗拉强度固液混合铸造最高(4

4、15Mpa)，半固态铸造居中(360Mpa)，金属型铸造最低(285Mpa)，延伸率固液混合铸造最高(6．0％)，半固态居中(3．5％)，金属型最低(1．2％)。ZA60合金断裂属于脆性断裂，金属型铸造断口具有明显的解理断裂特征，半固态铸造和固液混合铸造断口上有解理台阶同时，也有少许撕裂棱，具有准解理断裂的特征。4．ZA60合金固液混合铸造和半固态铸造的高温强度普遍低于金属型铸造的强度。在应变速率不变(6．67x10弓Sd)的情况下，随着温度的升高，高温强度呈现下降的趋势，在温度不变(200℃)的情况下，高温抗拉强度随着应变速率的增大而增大。ZA60合金高温拉伸断口分析，

5、金属型铸造断裂方式属于沿晶断裂，半固态铸造断硕士学位论文裂方式属于准解理断裂，固液混合铸造在不同的参数条件下，都表现出了解理断裂的特征，三种铸造工艺下材料的高温断裂都属于脆性断裂。关键词：ZA60合金；固液混合铸造；显微组织；力学性能；断口分析IIIAbstractTheZA60ingotswerefabricatedbysolid—liquidmixedcastingtechnology,themicrostrcturesofZA60alloyswereresearchedindifferentfusantdegreeofsuperheat、powderaddition

6、andpowderparticlesize，andthetechnologicalparametersofsolid．1iquidmixedcastingofZA60alloyswereoptimized．Atthesametime，themicrostrcturesevolutionregularityofZA60alloyswasdiscussedinmetalcasting、semi．solidcastingandsolid-liquidmixedcasting；theaveragegramSiZeandthevolumefractionofprimaryaphas

7、eweremeasuredbyusingTCLmetallographicalanalysissoftware．ThephasesofZA60alloyswereanalyzed．Thehardness、roomtemperaturetensile．strengthandhightemperaturetensile-strengthofZA60alloyswerestudiedinthelast．Throughthesestudies，resultswereconcludedasbelow：1．ThegrainsizeofZA