铝合金半固态感应加热组织演变及流变特性的研究

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1、2004年上海大学硕士学位论文摘要自从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，非枝晶铝合金的半固态成形技术已在汽车零件制造业中得到越来越广泛的应用，其中非枝晶铝合金坯料的加热温度场、组织演变规律以及流变特性等研究是半固态成形技术的关键工艺。本文应用改进的ANSYS软件对非枝晶A356铝合会在各种不同工艺参数下(如加热功率、加热频率、加热毕停留时间以及试样尺寸等)的感应加热温度场及其分布进行了模拟，同时应用中频旋转式感应加热设备进行加热温度场的测试。实验表明：为了获取精度而均匀的温度场，加热功

2、率应在适中的范围内，频率一般也选择中频范围，即6401000Hz；坯料感应加热结束毕适当的停留，对于进一步均匀坯料的温度场是有益的，但时间不宜过长；坯料应该是规则的且尺寸与形状最好与线圈大小大致相当。应用自编的图像分析软件对非枝晶A356铝合金感应加热组织中的初生0【一AL晶粒的长大和球化等演变规律进行了研究。结果表明：在低于共晶温度时，初生。【相缓慢合并长大，共晶si凝聚粗化，并随着保温时间的延长，颗粒进一步粗化，但粗化速度非常缓慢：在高于共晶温度时，初生相a—A1晶粒长大较快，大部分的共晶Si集聚粗化，且长大速度比较快

3、。当保温温度和保温时间增加时，晶粒明显长大，但圆整度变化不大，所以当坯料达到预定温度时，保温时间不宜过长。应用高温旋转粘度计对非枝晶A356铝合金半固态浆料的流变特性以及组织进行了研究。结果表明：在连续冷却及恒定搅拌条件下，非枝晶A356铝合会的表观粘度随着温度的降低先缓慢后迅速增大。而且冷却速率显著影响非枝晶A356铝合金浆料的表观粘度，降低冷却速率，由于剪切更加完全，为此导致表观粘度明显下降。显微组织观察表明，降低冷却速率有利于固相颗粒向非枝晶形态转变，这是导致表观粘度降低的另一方面。。关键词i非枝晶A356铝合金、感

4、应加热、组织演变、流变特性、表观粘度2004年上海大学硕士学位论文AbstractTheSemi—SolidForming(SSF)techniqueofnon-dendritealuminumalloyshasbeenwidelyappliedinautomotiveindustryaftermorethan30years’researchanddevelopmentsincethetechniquehadbeeninventedat1970s'．Itisallimportanttostudythetemperature

5、evolutionandrheologyofbilletsinSSF．Inthispaper，thetemperaturefieldofnon-dendriteA356aluminumalloybilletunderdifferentinductheatingconditions，suchas，differentheatingpower、differentfrequency、soakingtimeandthesizeofthebillethavebeensimulatedbytheimprovedANSYSsoftware

6、．MeanwhilethetemperaturefieldofA356billethasbeenmeasuredininductorofrevolvingandmediumfrequency．Thefollowconclusionscarlbeobtainedfromtheexperiments．Thereasonableinductheatingconditionisthemoderateheatingpower,mediumfrequency(640Hz-1000Hz)，appropriatesoakingtimewh

7、ichisbeneficialtotheuniformityoftemperaturefield，thesizeandshapeofbilletissameasthatofthecoils．Thecoarseningandspherecizingoftheprimary＆-AIgrainofnon—dendriteA356aluminumalloysduringtheinductionheatinghavebeenresearchedbyself-developedimageanalysissoftware．Theresu

8、ltsshowthattheprimarya—A1phasegraduallyevolvesintospheroidalshapeduringsoakingundereutectictemperature，eutecticSicoarsens，thelongerthesoakingtime，thebig