固液混合鑄造ZA60合金顯微組織及其性能的研究.pdf

1、本文采用固液混合鑄造技術(shù)制備了ZA60合金錠坯，研究了合金熔體過熱度、粉末加入量和粉末粒度對ZA60合金顯微組織的影響，優(yōu)化了固液混合鑄造ZA60合金的工藝參數(shù)；同時，對ZA60合金金屬型鑄造、半固態(tài)鑄造和固液混合鑄造三種鑄造工藝下的合金的顯微組織的變化規(guī)律進(jìn)行了探討；利用TCL金相分析軟件對合金在不同的工藝條件下材料的平均晶粒度進(jìn)行了測量，同時也利用軟件對初生α相的體積分?jǐn)?shù)進(jìn)行了測量，對ZA60合金的物相進(jìn)行了分析，最后對ZA60合金

2、的硬度、室溫拉伸性能和高溫拉伸性能進(jìn)行了研究。通過研究得出了以下結(jié)論： 1.ZA60金屬型鑄造的晶粒比較粗大，半固態(tài)鑄造顯微組織相對金屬型鑄造組織有一定程度的球化和細(xì)化，ZA60合金固液混合鑄造合金組織相對其他兩種工藝組織球化和細(xì)化程度是最好的，且組織比較均勻。在ZA60合金固液混合鑄造過程中，分別研究了合金熔體過熱度、粉末粒度和粉末加入量對合金顯微組織的影響，考慮合金組織的細(xì)化和均勻性及宏觀壓鑄質(zhì)量，當(dāng)合金熔體過熱度為40℃、

3、粉末粒度為-200～＋400目及粉末加入量為40％的條件下，ZA60合金顯微組織得到較好的細(xì)化和球化。 2.ZA60合金凝固過程中主要生成相有α(富A1)相、β(Al基固溶體)相、η(富Zn)相和ε(金屬間化合物)相。ZA60合金金屬型鑄造、半固態(tài)鑄造，固液混合鑄造三種制備工藝中形成相的種類是完全一樣，但是數(shù)量不同，金屬型鑄造初生α相數(shù)量最少，固液混合鑄造最多。在ZA60合金固液混合鑄造過程中，不同的參數(shù)時初生α相數(shù)量也有很大不

4、同，合金熔體過熱度越高，初生相越少；粉末加入量越多，初生α相數(shù)量越多；粉末越細(xì)，初生α相越多。初生α相數(shù)量不同主要跟合金凝固過程中的冷卻速度有關(guān)，也與粉末加入增加了非均勻形核有一定關(guān)系。 3.ZA60合金的室溫抗拉強(qiáng)度固液混合鑄造最高(415Mpa)，半固態(tài)鑄造居中(360Mpa)，金屬型鑄造最低(285Mpa)，延伸率固液混合鑄造最高(6.0％)，半固態(tài)居中(3.5％)，金屬型最低(1.2％)。ZA60合金斷裂屬于脆性斷裂，金

5、屬型鑄造斷口具有明顯的解理斷裂特征，半固態(tài)鑄造和固液混合鑄造斷口上有解理臺階同時，也有少許撕裂棱，具有準(zhǔn)解理斷裂的特征。 4.ZA60合金固液混合鑄造和半固態(tài)鑄造的高溫強(qiáng)度普遍低于金屬型鑄造的強(qiáng)度。在應(yīng)變速率不變(6.67x10-5s-1)的情況下，隨著溫度的升高，高溫強(qiáng)度呈現(xiàn)下降的趨勢，在溫度不變(200℃)的情況下，高溫抗拉強(qiáng)度隨著應(yīng)變速率的增大而增大。ZA60合金高溫拉伸斷口分析，金屬型鑄造斷裂方式屬于沿晶斷裂，半固態(tài)鑄造