金属专业综合实验报告模板

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1、金属专业综合实验报告班级姓名学号实验目的：熟悉金属材料的常规制备技术，掌握常见的材料成型技术。实验要求：要求学牛加深对《材料制备技术》和《金属塑性加工技术》专业课的理解，熟练掌握Mg、Al和Cu等合金的熔炼，了解钢铁的熔炼技术；掌握金属塑性加工如挤压、轧制、拉拔以及锻造等常用的加工技术；应用所学的专业综合知识对金属材料制备、塑性成型屮的组织和性能学会分析，得出•正确的实验结论。实验报告正文1.6063铝合金的应用和研究进展(1-3组写6066,4-6组写6063)1.1应用1.2研究进展2.铝合金熔炼技术的发展2.1普通熔炼技术2.2真空熔炼技术真空感应熔炼炉(Vac

2、uumInductionMelting,VIM)首先兴起于德国，随后在美国发展迅速。70年代其产量增长为40万吨，之后产量相对稳定，产品品种在扩大，炉型在真空泵、控制系级、过滤技术上均有所改进。真空冶金广义上包括：真空蒸憾、真空分离、真空还原、真空烧结、真空焊接、真空镀膜、真空热处理等，其真空度通常为0.1-50Pao而作为金属材料制备工艺主体仍是真空熔炼。真空感应熔炼主要用于难熔金属W、Mo、Ta及其合金,活性金属Ti、Zr>Tb、Cr、U、V、Nb及其合金及超级合金等，如汽车用深冲钢板IF钢，要求钢中[C]+[P]+[S]+[O]+[N田H]W75(ig/g,仪表

3、轴承用钢中要求[0]<8pg/g>[S]<8

4、ig/g,这都已非传统冶金工艺所能满足，必须采用真空精炼手段。美国牛产的钢有一半都采用真空感应熔炼及真空脱气处理，日木绝大多数钢厂备有真空脱气装置。221真空感应熔炼的特点真空中氧气的分压很低，无论金属呈固态还是液态都极少在真空中氧化【殉；在真空条件下熔炼合金，既不会溶解气体，还能除去其本身的某些气体和夹杂物,使合金的纯度提高。因此，真空条件利于铝合金熔炼。用真空法和常压气体保护法熔炼制备的合金存在差异。从冶金质量来看，真空熔炼工艺制备的合金中夹杂较少，而常压气体保护下熔炼制得的合金中存在较多的氧化物夹杂，冶金质量较差，这

5、也导致真空熔炼法制备的合金强度、屈强比和塑性均高于常压气体熔炼制备的合金。高纯金屈在真空条件下熔炼后，真空熔炼可以保护铝、镁等合金元素免于氧化，非金属等杂质元素比基体金属饱和蒸汽压大，在熔炼时易于挥发而除去，金属受热后气化，形成金属气体，不同金属气体的蒸汽压各有差别。合金熔体中的金属在真空下，发生蒸发损失元素的蒸发损失量可表达为：W=2.63xl0-3(p/-p—(1.1)式屮：W—蒸发率,g/cm2min；口一元素的饱和蒸汽氐Pa；p—熔体表面该元素的分压，Pa；M—元素的原子量；T温严，K在真空熔炼时，熔体表面合金元素的分压可近似的等于真空度。为了不使合金元素蒸

6、发，真空度要小于元素的饱和蒸汽压。据文献报道，真空熔炼过程中，双原子气体在金屈中的溶解度与它在气相中分压的平方根成正比，如：丄H=Kh2（*2）3（12）式屮：H—氢在合金中的溶解度；Kh2—氢在金属中溶解的平衡系统，当温度一定时，Kh2为常数；人2—氢在气相屮的分压，在真空熔炼过程屮，真空度越高，卑2越低，合金屮氢的残留量越低。高纯金屈大多都用在微电子行业、超导电子行业等领域，这些行业对高纯金属的纯度要求高，对含气量的要求也高，所以高纯金属真空熔炼除气是必要的。此外，真空熔炼使许多金属的氮化物、氢化物都易于进行分解，其中最易分解的是氮化物，分解生成的气体产物会通过不

7、同的途径逸向气相，最后被真空机组排除炉外。2.2.2真空感应熔炼的研究现状真空感应熔炼工艺具有普通熔炼所不具备的优点，因此被广泛应用于金属熔炼过程。目前电磁搅拌已经应用于镁、铝、锌等作为基体的多种合金，取得了比较好的效果。真空感应熔炼可以精确控制合金成分，并通过与气相相关的反应提高合金的纯净度，是目前高温合金最主要的熔炼方法之一。用真空感应熔炼工艺生产高温合金时，氧气分压很低，可以避免形成非金属氧化物夹杂。但是由于一般不采用活性熔渣，一些反应产物只能沉积在钢锅壁上，而且存在熔渣/合金液与1甘竭耐火材料之间的相互作用。因此，真空感应熔炼对于非金属夹杂物的去除效果较差,使

8、合金的纯度达不到要求。美国通用电气公司的Cartel•等采用EB-Button方法对真空感应熔炼Incol718合金中的夹杂物进行了研究。结果发现，直径大于20微米的夹杂物成团成簇，且主要是Al、Si、Mg^Ca的氧化物类夹杂。口本NipponMining公司的Denda等也得到类似的研究结果。真空技术在冶金工业中的应用时间毕竟还不长，在理论深度和应用广度上还有许多不足之处，因此需进一步改进和完善真空感应熔炼技术。冶金工业中使用真空技术，将冶金过程由常压冶金发展到真空中进行的真空冶金作业，是近半个世纪来的事。它使冶金的作业环境以及作业条件均发生了巨大