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时间:2018-07-06
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1、铝镁合金材料之制备及特性分析1绪论1.1抑爆材料发展概况随着工业技术的不断发展,对各种易燃易爆化工原料的需求量大幅度上升。在其运输、储存过程中,由于意外事故,储存容器发生爆炸时常发生。据美国的粗略统计,1979年度由于工业爆炸而造成的财产损失超过1.5亿美元【1】。为了防止储运容器内气体或液体的爆炸,当时企业普遍采用的是一种由检测初始爆炸的传感器和压力式灭火剂罐组成的防爆装置。此装置只能限制爆炸范围,无法对爆炸进行有效地抑制,且结构复杂,价格昂贵,工作维护量也很大。20世纪60年代,美国、加拿大等国首先采用特殊的热加工工艺[2],对普通的开孔泡沫材料进行网化,发明了一种桔黄
2、色的网状聚酯氨泡沫材料,这种网化后的材料去除了泡沬的筋膜,仅剩下开口的骨架结构,其微观结构为五边形十二面体,面与面的交线称为经络,经络为多面体所共有。该类材料具有较高的抗拉强度和抗斯裂强度,较大的比表面积和97%以上的孔隙率,抑制爆炸链反应扩大的能力很强。由于这种泡沫材料极易水解,不耐高湿度,在东南亚湿热的条件下容易变质,使用寿命不足两年[3]。后来改变其化学成分,制成了黄色和红色的网状氨酯泡沫,使用寿命稍有延长,但这种材料在低温下易碎,形成的细小纤维状泡沬会污染液体[4]。70年代研制出了抗水解的蓝色网状氨醚泡沫[5],寿命长达15?20年,但这种泡沫电阻很大,很容易引起
3、高达10000V的静电积聚。此后,美国又制造一种传导性泡沫材料,且把这种材用于飞机燃油箱,以避免燃油箱起火引起的爆炸事故。国外也曾尝试过用铜、镇、招等泡沫金属与丝状编织物作为抑爆材料,由于制造工艺复杂、成本较高而没有采用。80年代加拿大、奥地利等国又研制了新型的金属抑爆材料[6],1982年,美国颁布用于飞机燃油箱抑爆的网状错合金防护材料的军用规范MIL-B-87162。1992年我国原兵器工业部某所自行研发的网状招合金抑爆材料抑爆性能已达到国际同类产品的先进水平。1.2锡合金在抑爆材料上的应用1.2.1锡合金的分类招合金按加工方法可以分为铸造招合金和变形链合金。铸造招合金
4、是指在纯银的基础上,加入较多的金属或非金属元素,可用金属铸造成形工艺直接获得零件的招合金,该类合金的合金元素含量一般多于相应的变形银合金的含量。铸造锡合金按化学成分分为错桂合金,锡铜合金,锡镁合金和锅梓合金。变形销合金是指在合金中添加少量合金元素,擦融法制徒,经受金属塑性变形加工后制成各种形态的招合金,由于这种合金中合金元素含量少,通常只形成单相固溶体。变形银合金又可以分为不可热处理强化型错合金和可热处理强化型锡合金。可热处理强化型锡合金可以通过萍火和时效等热处理手段来提高机械性能,它可分为硬招、锻招、超硬招和特殊招合金等。不可热处理强化型锅合金不能通过热处理来提高机械性能
5、,只能通过冷加工变形来实现强化,它主要包括高纯招、工业高纯锡、工业纯错、以及防锈锡等。1.3铝镁系合金特点及应用1.3.1铝镁系合金特点及应用铝镁系合金属于防锈锅范畴,该系合金密度低、比重小,导电性、导热性良好,具有中等强度,耐蚀可燥性、成型性能优良和低温性能,且随温度升高强度下降比其它锅合金少,因此常应用于航空航天、汽车、船舶等行业,冷成形件以及煌接件中,如飞机油箱、低温设施结构、冷成形件、化工设备以及管道、辉接压力容器等。该系合金属于变形锅合金,不可热处理强化,通常通过加工硬化、合金强化方式来提高该系合金的性能,该系合金不适合用作高温结构材料,因为在高温状态下,由于缺乏
6、有效的强化相,变形组织容易发生回复和再结晶,导致合金的力学性能很差。因此,该系合金一般在冷加工态或退火态下使用。2实验过程与分析方法2.1模具设计图2.1为模具型腔,图2.2为模具后盖。该模具铸型采用金属型,金属型传热迅速,力学性能好,铸造加工精度高,型腔变形小。材料为45号钢,其硬度、强度较高,耐磨性好,能延长模具使用寿命。金属型模具由模具型腔和后盖两部分组成,结构简单,便于拆卸,易幵模,操作方便。在左右半型四个角处各幵一个半径为15mm的圆孔,用4个螺栓连接以固定模具铸型与后盖,防止高温溶液外流,便于提携。模具铸型内部型腔尺寸为150inmxl20mmx9mm,饶注时招
7、合金液散热面积大,绕注出的铸件外表光洁美观,无气孔、夹渔、裂纹缺陷,且尺寸精度高,表面粗糖度值小。将饶口横截面设计成V形,且与型腔内壁夹角为45°,饶注时既避免了高温锅液对金属型内壁的直接冲刷,又可以使充型过程平稳进行,利于排气和杂质上浮。同时饶口还可以作为冒口,利于顺序凝固和冷却时的补缩[21~22]。3退火工艺对A合金显微组织及性能的影响..........143.1均匀化退火对铸态A合金显微组织的影响..........143.1.1铸态A合金显微组织分析..........143.1.2均勻化退火温
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