超声外场及aitic细化剂耦合强化细晶与机理研究

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1、万方数据中图分类号工鱼2皇2J垦墨望UDC32硕士学位论文学校代码!Q墨墨墨密级公珏超声外场及AITiC细化剂耦合强化细晶与机理研究Synergistice脏ctofultrasonicfieldandAlTiCrefmerongramref．mementanditsmechanismresearch作者姓名：学科专业：研究方向：学院(系、所)：指导教师：宁佳杰机械工程轻合金铸造工艺机电工程学院李晓谦论文答辩日期趁』丝支!f罗答辩委员会主席

2、中南大学二O一四年五月万方数据学位论文原创性声明Ⅲ圳㈣㈣川

3、Ⅲ舢删舢洲ⅢY2685370本人郑重声明，所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了论文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得中南大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我共同工作的同志对本研究所作的贡献均己在论文中作了明确的说明。申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。作者签名：壹车然日期：挫年厶月上曰学位论文版权使用授权书本学位论文作者和指导教师完全了解中南大学有关保留、使用学位论文的

4、规定：即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和电子版；本人允许本学位论文被查阅和借阅；学校可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用复印、缩印或其它手段保存和汇编本学位论文。保密论文待解密后适应本声明。作者签名：二邈日期：地年—￡月L曰导师签名夕咖导师签名二型矽日期：逊年』月厶日万方数据中南大学硕士学位论文摘要超士夕l煅AITiC细化剂耦合强化细晶与机理研究摘要：铝合金铸造过程中，细化凝固组织对铸锭性能具有重要意义。本文实验研究中对比常规铸造与超声铸造，并且在

5、添加AlTiC细化剂基础上施加超声外场，运用EPMA、SEM、直读光谱仪检测铝合金铸锭中主要合金元素的分布情况，以及A1TiC细化剂在铝熔体中的分布，对比超声外场及细化剂的细化效果。研究结果表明：1．超声振动会在铝合金熔体内部产生局部的温度波动现象，实验中超声空化引起的温度波动幅值为2—6℃；温度波动使得熔体起始形核温度由638．4℃提高至644．5℃；使熔体提前进行形核过程；温度波动在过冷形核阶段，能够增大过冷度，并且在枝晶生长过程，熔断二次枝晶臂，增加形核核心；由实验测得过冷度计算形核密度，与实

6、验获得晶粒密度对比得出：超声作用下，形核率提高并非单一由过冷形核引起。2．在7085铝合金凝固过程中添加A1．5Ti．O．2C细化剂能够明显细化晶粒，当含量为O．5％时细化效果最好，继续添加细化剂含量，不能明显提高铸锭凝固组织细化效果；对不同AlTiC细化剂含量7085铝合金铸锭的DSC测量结果表明，随着细化剂含量增大，铝熔体形核过冷度与最大过冷度都呈递减趋势，当细化剂含量超过O．5％后，熔体过冷度不再有明显变化，熔体形核处于最佳状态。3．、在7085铝合金凝固过程中添加质量分数为O．5％的A1．5

7、Ti．O．2C细化剂，晶粒细化率约为44％，在添加细化剂的基础上施加超声外场，细化率提高32％；EPMA面扫描分析得出：施加超声后，Ti元素和C元素能够相对均匀分布在晶体内部，在晶界的聚集明显减少；SEM线扫分析得到：施加超声使Zn、Mg、Cu主要溶质元素在晶界处含量明显减小，溶质元素相对均匀地分布在铝熔体中，成分过冷度增大并且的局部差异减小；直读光谱仪元素成分测定得出：超声作用使得细化剂在铝熔体中更加均匀分布，并且Zn、M2、Cu元素的宏观偏析率也相对减小，有利于TiC粒子在整个熔体中均匀分布，形

8、成细小的等轴晶组织。图40幅，表9个，参考文献76篇。关键词：7085铝合金；超声外场；A1TiC细化剂；过冷形核分类号：TG292；TB559万方数据中南大学硕士学位论文ABSTRACTSyne玛isticefjFectofultrasonicfieldandAlTiCrefinerongrainIlefinementanditsmechanismresearchAbs仃act：Ul舰soniccastingandconVentionalcastingwerecomparedinexperimen

9、t，wemeasm．edthecoolingcurvesofaluminummeltduringsolidificationprocessandcalculatedtheundercoolingdegreedifIf-erence．Metalloscopewasusedtomeasurethegrainsizeofingots01idificationorgallizationwithdifIferemA1TiCrefineraddition，a11dDSCmeasu