鋁合金流變鑄造組織三維重構(gòu)及空間結(jié)構(gòu)表征.pdf

1、本文采用LSPSF半固態(tài)漿料制備工藝及其裝置，并設(shè)置了三個(gè)不同的輸送管轉(zhuǎn)速（分別為60rpm、90rpm、120rpm），制備了三種不同工藝條件的A356鋁合金半固態(tài)漿料，在605℃時(shí)取樣水淬獲得原始樣品。對(duì)樣品的微觀組織進(jìn)行觀察，并進(jìn)行二維金相定量分析，將初生α-A1相和共晶相進(jìn)行三維重構(gòu)并進(jìn)行定量研究。
　　 通過(guò)觀察A356鋁合金流變鑄造二維微觀組織，并通過(guò)二維金相定量分析，可知:當(dāng)輸送管轉(zhuǎn)速為60rpm時(shí)初生相大部分為近

2、球晶，也出現(xiàn)了較多的薔薇狀晶粒，且分布不均勻，固相分?jǐn)?shù)為54％，形狀因子為0.64，平均等效圓直徑為80.7μm;當(dāng)輸送管轉(zhuǎn)速為90rpm時(shí)初生相基本為近球晶，晶粒圓整度高，且分布均勻，固相分?jǐn)?shù)為58％，形狀因子為0.86，平均等效圓直徑為72.3μm;當(dāng)輸送管轉(zhuǎn)速為120rpm時(shí)初生相主要為近球晶，但也出現(xiàn)了部分不規(guī)則的晶粒，固相分?jǐn)?shù)為574％，形狀因子為0.79，平均等效圓直徑為77.1μm。說(shuō)明當(dāng)輸送管轉(zhuǎn)速為90rpm時(shí)是最佳的工

3、藝參數(shù)。
　　 通過(guò)對(duì)A356鋁合金流變鑄造組織中初生相和共晶相進(jìn)行三維重構(gòu)，獲得了初生相和共晶相的三維形貌和空間分布特征，從三維形貌可以清楚的看到晶粒之間的咬合關(guān)系和空間位置，這是二維金相圖中無(wú)法獲取的信息。通過(guò)定量研究可知:當(dāng)輸送管轉(zhuǎn)速為60rpm時(shí)的固相分?jǐn)?shù)為69.3％，形狀因子為0.58，平均當(dāng)量直徑為103.7μm;當(dāng)輸送管轉(zhuǎn)速為90rpm時(shí)的固相分?jǐn)?shù)為70.5％，形狀因子為0.81，平均當(dāng)量直徑為92.4μm;當(dāng)輸送

4、管轉(zhuǎn)速為120rpm時(shí)的固相分?jǐn)?shù)為71.2％，形狀因子為0.72，平均當(dāng)量直徑為95.7μm。所以90rpm為最佳的工藝參數(shù)，這與二維的研究結(jié)果相符，但固相分?jǐn)?shù)比二維分析結(jié)構(gòu)有所提高，形狀因子有所下降，當(dāng)量直徑有所增大，這主要是由于三維測(cè)量的是較精準(zhǔn)的實(shí)際信息，這說(shuō)明了三維定量分析更接近晶粒的真實(shí)信息。
　　 重構(gòu)了半固態(tài)漿料中三種比較典型的晶粒:薔薇狀晶粒、近球晶及橢球晶。獲得了它們的三維空間結(jié)構(gòu)及定量表征，體積依次為1740

5、040μm3、514871μm3、931694μm3，表面積依次為95205μm2、33080μm2、48409μm2。形狀因子依次為0.40、0.86、0.83，當(dāng)量直徑依次為149.3μm、99.5μm、121.2μm。三種晶粒形狀因子的差別剛好印證了形狀因子的計(jì)算準(zhǔn)確性和可靠性。
　　 通過(guò)A356三維空間形貌分析了半固態(tài)漿料的流變性能，初生相的形貌及其分布狀況大大改善了液相的流動(dòng)狀況，使得金屬在較高的固相分?jǐn)?shù)下依然具有良