添加Zr、La元素的Al-Zn-Mg-Cu合金凝固過(guò)程模擬及性能研究.pdf

1、Al-Zn-Mg-Cu（7000）系鋁合金具有高的比強(qiáng)度，較高的韌性和較好的耐蝕性等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用到航空航天和交通運(yùn)輸?shù)阮I(lǐng)域。而航空航天器材的輕量化要求 Al-Zn-Mg-Cu系合金具有更高的強(qiáng)度、韌性和抗應(yīng)力腐蝕性能。但是，現(xiàn)有鋁合金處理工藝在高強(qiáng)度-高韌性-高抗應(yīng)力腐蝕方面存在不可協(xié)調(diào)性。通過(guò)優(yōu)化鑄造工藝、合金成分和熱處理工藝，可以改善鋁合金的綜合性能。其中，微合金化對(duì)鋁合金的性能提升具有顯著效果。然而，關(guān)于添加微量Zr、La元素

2、的7000系合金的研究鮮有報(bào)道。本文運(yùn)用ProCAST軟件模擬添加Zr、La元素的Al-Zn-Mg-Cu合金的凝固過(guò)程，優(yōu)化出最佳工藝參數(shù)，并結(jié)合實(shí)驗(yàn)和相關(guān)性能測(cè)試，從而獲得良好質(zhì)量的鋁合金鑄件。本文主要研究結(jié)果如下：
　?。?）微量Zr、La元素的加入，可與鋁合金發(fā)生作用，細(xì)化鑄態(tài)晶粒，提高力學(xué)性能。研究發(fā)現(xiàn)：0.1Zr、0.2La為Al-Zn-Mg-Cu合金的最佳添加量。
　?。?）運(yùn)用ProCAST模擬軟件建立了Al-

3、Zn-Mg-Cu-0.1Zr-0.2La鋁合金的熱力耦合模型、物性參數(shù)及其他相關(guān)參數(shù)，最后計(jì)算了合金的充型凝固過(guò)程。分析了不同條件下溫度場(chǎng)、應(yīng)力場(chǎng)的分布規(guī)律，優(yōu)化出最佳的澆注工藝。其中鑄件最佳的澆注工藝參數(shù)為：澆注溫度740℃，模具溫度210℃，澆注速度780mm/s。對(duì)最佳工藝參數(shù)下鑄件的流場(chǎng)、集中縮孔、微觀組織和裂紋進(jìn)行了模擬分析，模擬結(jié)果基本符合實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
　　（3）根據(jù) ProCAST模擬軟件優(yōu)化的澆注工藝參數(shù)，分別澆注出