zl205a合金大型整体舱段低压铸造及典型缺陷研究

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1、国内图书分类号：TB142学校代码：10213国际图书分类号：621.7密级：公开工学硕士学位论文ZL205A合金大型整体舱段低压铸造及典型缺陷研究硕士研究生：王继昌导师：陈玉勇教授申请学位：工学硕士学科：材料加工工程所在单位：首都航天机械公司答辩日期：2009年11月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TB142U.D.C:621.7DissertationfortheMaster'sDegreeinEngineeringSTUDYONLOWPRESSURECASTINGOFZL205AALLOYUSEDINLARGEUNITARYHULLANDTYPICALDIS

2、FIGUREMENTCandidate：WangJichangSupervisor：Prof.ChenYuyongAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：MaterialsProcessingEngineeringAffiliation：CapitalAerospaceMachineryCorporationDateofDefense：November,2009Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要ZL205A优质

3、铝合金整体舱段铸件由于其优异的力学性能，满足了航天、航空结构件轻质化、低成本化、快速化发展需求。论文主要以ZL205优质铝合金整体铸造舱段作为研究对象，分析了高强度铝合金整体舱段在国内外航天、航空应用情况。针对ZL205A优质铝合金力学性能优良，但铸造性能较差，造成研制之初大型整体舱段内部质量极不稳定，铸件由于缩孔、缩松、裂纹、偏析报废严重，合格率仅20%左右，严重的内部质量问题不仅造成大量经济损失，而且成为生产配套的瓶颈问题。本文开展了ZL205A优质铝合金整体舱段铸造工艺方案设计、低压铸造工艺参数及铸件质量控制的研究。同时，本文开展了对ZL205A优质铝合金整体舱段铸件典型缺陷缩孔、缩松

4、、裂纹、偏析缺陷形成机理、防止措施及其对力学性能影响研究。针对缩孔、缩松缺陷形成原因，采取了增加立筒数量，调整低压浇注工艺参数，增加铸件法兰与侧壁交接处圆角，设置工艺补贴等措施，消除整体舱段铸件存在的缩孔、缩松缺陷；针对裂纹、偏析缺陷产生的原因，通过在熔炼、浇注过程中采取加强搅拌，提高缩短合金液静置时间，调整浇注工艺参数等措施，基体消除了整体舱段铸件裂纹、偏析缺陷；通过研究不同级别分散状疏松以及点状偏析的力学性能，掌握了不同级别分散状缩松及点状偏析对力学性能影响规律，即：即随着分散状疏松缺陷级别提高，抗拉强度σb、屈服强度σ0.2、延伸率δ5平均值均呈下降趋势，且ZL205A分散状疏松对延伸

5、率的影响大于对抗拉强度和屈服强度的影响。ZL205A合金点状偏析缺陷对力学性能影响不大。关键词：ZL205A；低压铸造；典型缺陷I哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractBecauseofitsexcellentmechanicalproperties,theshellycastingofZL205Aalloysmeettheneedoflightweight,lowcostanddeveloprapidlyinspaceandaviation.ThisstudymainlyanalyzestheshellycastingofZL205A.Itsbadfoundrycapability

6、leadstotheinstabilityofinsidequalityoftheshellycasting.Becauseofshrinkage,cavityandcrackedsegregation,thecastingsscrapedseriously,therateofeligiblecastwasonlyabout20%.Theseriousproblemsofinsidequalitydidnotonlycausegreateconomicallosses,butalsobecamethebottleneckofmanufacturing.Thedesigning,lowpres

7、sureparameterofcastprocessingandthecastingqualitycontrolofshellyZL205Aalloyswerealsostudiedinthispaper.Atthesametimeitwasstudiedaboutthereasonandpreventionofshrinkage,cavity,crackedsegregationandtheinfluenc