超声铸造7050铝合金的微观组织和宏观偏析规律.pdf

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1、第34卷第6期北京科技大学学报VOI．34No．62012年6月JournalofUniversityofScienceandTechnologyBeijingJun．2012超声铸造7050铝合金的微观组织和宏观偏析规律陈鼎欣圆李晓谦黎正华蒋日鹏中南大学机电工程学院现代复杂装备设计与极端制造教育部重点实验室，长沙410012圜通信作者，E—mail：vvl98613@163．corn摘要采用不同功率超声对铝熔体进行处理，研究超声场对7050铝合金凝固组织和宏观偏析的影响规律．结果表明：超声振动产生的空化效应和声流效应影响熔体的凝固过程，合理功率的超声能有效细化

2、晶粒、优化组织及改善宏观溶质分布．当超声功率达到170W时，铸锭径向宏观偏析的弱化效果最好，Zn、Mg和cu的偏析指数分别为0．0593、0．0565和0．0319；超声功率超过170W，溶质元素在中心区域富集量显著提高，宏观偏析程度增大．关键词铝合金；铸造；超声应用；偏析；微观组织；空化；声流分类号TG249．7；TG146．2Microstructureandmacro-segregationlawofultrasoniccast7050aluminumal—loyingotsCHENDing—xin、，LIXiao—qian，LIZheng—hua，JIA

3、NGRi-pengKeyLaboratoryofModernComplexEquipmentDesignandMa【lufacturi”goftheMinistryofEducationCentralSouthUniversity，Changsha410012，China圜Correspondingauthor，E—mail：vv198613@163coinABSTRACTUltrasonicvibrationeffectsonthemicrostruetureandmacro—segregationof7050aluminumalloywereinvestig

4、atedbyadoptingvariousultrasonicpowerstothealuminummelt．Itisfoundthatcavitationefectandacousticstreamingefect，causedbyul-trasonicvibration，playamajorroleinthesolidificationprocess．Areasonableultrasonicpowercanobviouslyrefinethegrains，opti—nlizethemicrostructure，andimprovethehomogeneit

5、yofsoluteelements．Themaximumdecreaseofthemacl’0一segregationleveloccursatthepowerof170W，andthesegregationindexvaluesofZn，Mg，andCuare0．0593，0．0565，and0．0319，respectively．Excee—dingthepowerof170W，therichlevelofsoluteelementsintheingotcenterenhancesgreatlyandthemacro—segregationlevelincr

6、eases．KEYWORDSaluminumalloys；casting；ultrasonicapplications；segregation；mierostructure；cavitation；acousticstreaming7050铝合金是一种高强高韧型铝合金，常用于质量，对制备大规格高性能铸造铝合金具有重要宇宙飞船和大型飞机等航空器械大型主体机构的制意义．造．由于其合金含量高，在铸造过程中容易产生严许多学者对改变铸造工艺参数优化组织结构重的宏观偏析．宏观偏析的出现不仅对铸锭的性能和控制宏观偏析方面进行了研究．近年来，超有不良的影响，而且增加了铸锭产生热裂

7、的倾向，限声外场作为一种优化铸造结构的绿色环保的手段制了铸锭的生产能力．与微观偏析不同，宏观偏得到广泛关注．然而对于超声作用于凝固过程中析不能通过后续的热处理消除，因此如何在初始加改善铸锭宏观溶质元素分布效果与规律的研究还工过程中减小其程度显得尤为重要．同时，在铝合很有限．本文的目的是系统地研究超声场对铸锭金铸造过程中，形成良好的晶粒结构以及均匀的形微观组织和宏观偏析的影响，探讨通过控制超声态分布是提高铝合金的后续机械加工性能的必要条作用强度改善铝合金铸造组织、弱化宏观偏析的件．成分和组织结构的分布影响材料的成型和成性规律，为大规格高性能铝合金铸锭的生产制备提收

8、稿日期：2O11—05—