导　　师： 张卫文

授予学位： 硕士

作　　者： (）;

机构地区： 华南理工大学

摘　　要： 随着航空航天、交通运输领域的飞速发展,高性能铸造铝合金产品的需求也越来越大,Al-Cu合金由于其优良的综合力学性能而受到广泛关注。然而传统铸造工艺已经渐渐不能满足高性能铝合金的使用要求。目前,在铝合金铸造过程中,施加外场来改善其凝固组织已经得到了广泛应用,如挤压铸造铸造技术就是施加压力场。但单一外场在合金凝固过程中有诸多局限性。因此,在挤压铸造过程中施加其他外场来改善材料性能倍受关注。目前应用较多的主要有电磁场和超声场。本文以Al-5.0Cu-0.6Mn合金为研究对象。研究了超声-挤压复合场下不同参数对合金微观组织、力学性能的影响规律,重点研究了挤压压力和超声功率的作用。另外通过同步辐射X射线断层扫描技术,对不同功率下铸造合金的第二相以及孔洞进行了三维形貌重构。论文的主要工作和结论如下:采用正交试验优化了超声-挤压复合场下Al-5.0Cu-0.6Mn合金的工艺参数,分析了挤压压力、超声功率、超声时间和浇注温度对合金微观组织和力学性能的影响。挤压压力和超声功率是影响合金微观组织和力学性能的主要因素,贡献率分别为65.4%和29.3%。它们对微观组织的影响主要是大大减少了合金中的缩松缩孔等铸造缺陷,减小了合金的二次枝晶间距,细化了合金晶粒。降低了第二相在合金中的体积分数,使更多的铜元素固溶到基体中。合金在挤压压力为100MPa,超声功率600W,超声时间30s以及浇注温度为710℃时合金获得了最高的力学性能。重点分析了超声功率对Al-5.0Cu-0.6Mn合金微观组织和力学性能的影响,并初步探讨了其作用机制。无论是重力铸造还是挤压铸造,超声功率的提高都使得合金洛氏硬度有所提高,但是其影响效果不是线性的,当超声功率大于600W后效果不明显。超声功率的提高增加了合金的凝固速度,减小了

关 键 词： 合金 挤压铸造 超声处理 微观组织 同步辐射 射线断层扫描技术

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