半固态a356铝合金流变特性的研究

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1、上海大学硕上学位论9J(20061半固态A356铝舍金流变特性的研究摘要由于半固态金属成形技术具有成形件组织致密、裹气少、性能优异，且属于近终型成形，自20世纪70年代初，半固态金属成形技术问世以来，经过30多年的研究和开发，该技术在许多领域，尤其是在汽车零件制造业中得到越来越广泛的应用。半固态金属浆料的流变特性研究及其组织演变的控制是半固态成形技术的关键工艺之～。本文根据同轴圆筒旋转法粘度测量原理自行研制了一台半固态金属流变仪，并通过测量甘油的粘度来检验流变仪的测量精度。在三个不同温度下测得甘油粘度的绝对值与文献数据非常一致。并用该台流变仪对半固态A

2、356铝合金的流变特性及组织演变过程进行了研究。稳态流变特性研究结果表明，半固态A356合金浆料稳态表观粘度随固相体积分数的增加而增大，随着剪切速率的增大而减小，具有剪切变稀的伪塑性特征。瞬态流变特性研究结果表明，半固态A356合金在半固态温度区域具有明显的触变性。在剪切停留期间半固态A356合金的初生相发生了“团聚”或“合并”，且随停留时间的增加，瞬时峰值表观粘度增加，但再次达到平衡态的稳态表观粘度有所降低。在连续冷却条件下，半固态浆料的表观粘度随着温度的降低先缓慢后迅速增大，冷却速度显著影响半固态A356合金的表观粘度。降低冷却速度，由于搅拌充分而

3、导致表观粘度明显降低。通过对合金枝晶臂的受力进行分析，初生0【．AI非枝晶组织的形成可能主要是由枝晶根部的缩颈熔断分离及剪切搅拌而使枝晶折断的共同作用结果。用含Ti和B的复合盐对A356合金进行细化变质处理，得到不同初生固相颗粒组织。600℃等温剪切实验表明，细化与未细化的A356合金都具有触变性，但细化后的半固态A356合金触变时间变短，且平衡表观粘度值小。在相同的冷却速度及剪切速率的连续冷却实验中，在相同的固相率下，细化后的半固态A356合金浆料的表观粘度随着Ti含量的增加而降低。金相组织观察结果表明，随着Ti含量的增加，初生a—AI由枝晶状向颗粒

4、状转化，并趋向圆整，且相应的剪切终了组织也更加圆整、细小。本文还初步探索了SiC颗粒的尺寸及体积分数对SiC：以356颗粒增强复合材上海人学硕士学位论文(2006)半固态A356铝台金流变特性的研究料表观粘度的影响。在总固相率相同时，加入的sic体积含量越多，siC。／．A356复合材料浆料流变性能越好。在加入的siC颗粒体积分数相同的条件下，增强颗粒尺寸越小，复合材料浆料表观粘度越大。关键词：A356铝合金流变特性表观粘度剪切速率半固态金属流变仪Il上海大学硕士学位g仑文(2006)半固态A356铝台金流变特性的研究AbstractThesemi—s

5、olidforming(SSF)techniquehavetheadvantagesofmorecompactmicrostmcture，lessentrapmentofgasandbettermechanicalproperties，meanwhileitbelongstonetshapeforming，SOithasbeenwidelyappliedinmanyindustries，especiallyintheautomobileindustry,aftermorethan30yearsresearchanddevelopmentsincethe

6、techniquehadbeeninventedat1970s’．ItisoneofthekeytechnologiesinSSFtostudythemicrostmctureevolutionandrheologicalbehaviorofsemi-solidstatealloy．ASearletypeviscometerhadbeenmanufacturedaccordingtotheprincipleofmeasurementofcoaxialcylinderrotating．Themeasureprecisionoftheviscometerw

7、asverifiedthroughmeasuringtheviscosityofglycerin．Thevaluesmeasuredatthreedifferenttemperatureswereidenticalwiththedataintheliterature．Thentherheologicalbehaviorandmicrostructureevolutionofthesemi～solidA356Aluminumalloyslurrywerestudiedbyusingtheself-designedviscometer．Theresults

8、showedthattheapparentviscosityofA356alloyslurry