反向施压对zl205a合金组织与性能的影响

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1、硕士学位论文反向施压对ZL205A合金组织与性能的影响EFFECTOFREVERSEPRESSUREONTHEMICROSTRUCTUREANDMECHANICALPROPERTIESOFZL205AALLOY周晨哈尔滨工业大学2018年6月中图分类号：TG146.2学校代码：10213UDC：620密级：公开工学硕士学位论文反向施压对ZL205A合金组织与性能的影响硕士研究生：周晨导师：王宏伟副教授申请学位：工学硕士学科：材料加工工程所在单位：材料科学与工程学院答辩日期：2018年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TG

2、249：TG146.1U.D.C:669DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringEFFECTOFREVERSEPRESSUREONTHEMICROSTRUCTUREANDMECHANICALPROPERTIESOFZL205AALLOYCandidate：ZhouChenSupervisor：AssociateProf.WangHongweiAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：MaterialsProcessingEngineeri

3、ngAffiliation：SchoolofMaterialsScienceandEngineeringDateofDefence：June,2018Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要本文研究了低压充型、充型结束之后反向同步增压的反向施压铸造技术对ZL205A合金大型薄壁铸件组织和性能的影响。本文设计了反向施压加工过程的气路、工装，保证了反向施压过程的气密性。本文在低压铸造条件下，保压压力为60KPa时，浇注了高度为720mm，中间薄（壁

4、厚为9mm）、两端厚（壁厚为15mm）的薄壁铝合金铸件。反向施压条件下，保压压力统一为60KPa，分别施加20KPa、30KPa、40KPa的反向压力，浇注了同等尺寸规格的薄壁铝合金铸件。低压铸造条件下、反向施压20KPa、30KPa、40KPa条件下，铸件从顶部到底部的平均力学性能分别为309.2MPa、369MPa、408.5MPa、429.2MPa。反向施压20KPa、30KPa、40KPa条件下铸件力学性能平均值相较低压铸造条件下分别提升了19.3%、32.1%、38.8%。反向施压对于提升低压铸造条件下大型薄壁铝合金铸件顶部的力学性能、铸件

5、顶部的补缩能力是十分有效的。随着反向施压压力的提升，铸件力学性能从顶部到底部变得更加均匀，消除了低压铸造条件下的位置敏感性。低压铸造条件下、反向施压20KPa、30KPa、40KPa条件下，铸件从顶部到底部的拉伸强度的极差分别为158.6MPa、123.5MPa、139.5MPa、42.9MPa。反向施压20KPa、30KPa、40KPa条件下铸件力学性能极差相较低压铸造条件下分别减小了22.1%、12.0%、73.0%。低压铸造条件下试样断口为以沿晶断裂为主，同时存在部分解理断裂和少部分韧窝断裂的综合断裂形式。反向施压条件下，依旧为沿晶断裂为主，同

6、时存在解离断裂，但韧窝的数量有所增加。本文在枝晶间流动的达西定律基础上，推导了低压铸造条件下铝合金氢气孔的产生量公式和压力分布公式，分析了影响低压铸造条件下氢气孔产生的影响因素。通过衍射斑点标定发现热处理态ZL205A合金存在Al11Cu5Mn3相，其与基体存在如下的取向关系：376//200，001//[201]。同时，两AlCuMnα-Alα-AlAlCuMn11531153相晶面间距存在着如下的数学关系：d376=d200=0.202nm。AlCuMnα-Al1153三种反向施压压力条件下，铸态组织的晶粒尺寸随着压力增大，尺

7、寸得以减小，原因是压力的提高导致了界面传热系数的提高。反向施压热处理态的晶界存在的Al2Cu相主要以棒状、部分小块状形式存在，相较低压铸造条件下其分布更加弥散、均匀，而低压铸造时出现的在多角晶界处Al2Cu相集中大块分布的情况得以改善。关键词：ZL205A合金；反向施压；低压铸造；Al11Cu5Mn3相I哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractInthispaper,theinfluenceofthereversesynchronicpressurizationcastingtechniqueafterlowpressurefillingont

8、hemicrostructureandpropertiesofZL205Aalloylargethin--w