结晶压力对真空差压铸造铝合金二次枝晶间距的影响

《结晶压力对真空差压铸造铝合金二次枝晶间距的影响》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、学校代码：10406分类号：TG211学号：090080503102南昌航空大学硕士学位论文（学位研究生）结晶压力对真空差压铸造铝合金二次枝晶间距的影响硕士研究生：邹勋导师：严青松教授申请学位级别：硕士学科、专业：材料加工工程所在单位：航空制造工程学院答辩日期：2012年6月授予学位单位：南昌航空大学EffectofcrystallizationpressureonsecondarydendritearmspacingofVacuumCounter-pressureCastingAluminumAlloyADisserta

2、tionSubmittedfortheDegreeofMasterOnMaterialsProcessingEngineeringbyZouXunUndertheSupervisionofProf.YanQingSongSchoolofAeronauticalManufacturingEngineeringNanchangHangkongUniversity,Nanchang,ChinaJune,2012摘要真空差压铸造是一种真空低压充型、高压下结晶的先进反重力铸造技术，具有充型速度可控和压力下结晶凝固的特点，在铸造航空、

3、航天、国防、汽车工业领域的近无余量、大型、薄壁、复杂有色合金铸件方面显示了巨大的生命力。真空差压铸造获得高质量铸件的关键之一是结晶凝固过程的控制，就是保证铸件获得优良的凝固补缩条件，使铸件组织致密，性能优良。二次枝晶间距大小是评判凝固组织优劣的重要特征，因此，研究结晶压力对真空差压铸造凝固组织二次枝晶间距的影响，建立结晶压力与铝合金二次枝晶间距的关系，为真空差压铸造复杂薄壁铝合金铸件奠定理论和技术基础，具有重要的理论和现实意义。本文采用数值模拟和实验结合的方法，研究了结晶压力对真空差压铸造不同壁厚铝合金铸件凝固组织二次枝晶

4、间距的影响。采用模拟软件ProCAST对真空差压铸造不同结晶压力（250kPa、300kPa、350kPa、400kPa、450kPa），不同壁厚（3mm、6mm、9mm、12mm）的铝合金二次枝晶间距进行模拟，同时利用自行研制的真空差压铸造设备，制备相同工艺条件下铝合金试样，采用金相显微软件对试样的显微组织中的二次枝晶进行测量分析。通过对结晶压力对真空差压铸造凝固组织二次枝晶间距的影响的系统研究，结果表明，真空差压铸造结晶压力对二次枝晶间距影响明显，随着结晶压力增加，晶核的形核功降低，晶粒数目增加，二次枝晶间距减小，组织

5、细化。在结晶压力小于350kPa时，二次枝晶间距减小平稳，当结晶压力大于350kPa，二次枝晶间距减小趋势明显，而当结晶压力超过400kPa，二次枝晶间距又趋于平稳。而随着壁厚的增加，铸件的凝固速度下降，二次枝晶间距增加，当铸件壁厚小于6mm时，二次枝晶间距随着壁厚增加而增加，且增加趋势明显，而壁厚大于6mm时，二次枝晶间距的增加随着壁厚的增加趋于平稳。并获得结晶压力与二次枝晶间距的关系：2λ=−ap+ap+a20C1C2建立了真空差压铸造铝合金的凝固补缩速度与二次枝晶间距的数学模型：232⎛⎜a1⎞⎟a2λ2⎛⎜a1⎞⎟

6、2u=−Cλ+Cλ+−−C+Cλ+Cλ1202⎜2a⎟aa⎜02a3⎟222⎝0⎠00⎝0⎠I在真空差压铸造条件下，当合金成分及工艺参数确定后，C0、C1、C2、C3为常数，可以得出，当二次枝晶间距减小，凝固过程的补缩速度增大。研究结果为真空差压铸造铝合金薄壁铸件的凝固过程控制提供了理论依据，为真空差压铸造技术的推广应用打下了良好的基础。关键词：结晶压力，二次枝晶间距，真空差压铸造，铝合金，数值模拟IIAbstractVacuumcounter-pressurecasting(VCPC)isakindofadvancedp

7、recisionformingmethodoftheanti-gravityinwhichthefillingareatlowcounter-pressureandthesolidificationareathighpressure.It’semployedwidelyinnearnetshape，highaccuracy，highperformance，complicatedandthin-wallnonferrousalloycastingsforaviation，aerospace，nationaldefense，c

8、arandautomobileindustry.ThemethodsofcontrolthesolidificationprocessisthekeyoftheVCPCtoobtainhigh-qualitycastings.Itisensuredthatthecastinghaveexcellentf