一、半固态金属加工技术及其在汽车工业中的应用（论文文献综述）
任树洋[1]（2021）在《铝合金半固态压铸工艺与组织性能研究》文中研究表明铝合金是轻量化应用最广泛的材料,近年来出现的半固态成形工艺又为铝合金零件产品的制造开劈了新的道路。319s铝合金为Al-Si系铸造铝合金,非常适合用于半固态工业生产。在实际生产中,合理的铸件浇注系统和工艺参数对铸件成形质量起着关键作用,但是目前关于319s铝合金半固态压铸成形方面的研究较少。为此,本文以铝合金卡车支架为研究对象,采用半固态压铸工艺,利用三维建模软件建立实体模型,设计了一种包括圆柱形直径渐变形状的直浇道、直浇道延长段和U型槽状横浇道的浇注系统。采用Flow-3d cast铸造模拟软件对铸件的半固态充型过程进行模拟,通过正交模拟试验系统研究了浇注温度、模具温度以及压射速度对铸件充型质量的影响,确定了合理的压铸工艺参数,并结合模拟结果,优化了铸件的浇注系统。根据优化的铸件浇注系统和工艺参数,完成了压铸件试制,并对铸件的成形性进行了评价。采用光学显微镜、扫描电镜、X射线探伤机、拉伸试验机及硬度测试仪对铸件的组织和力学性能进行了评估。采用正交试验研究固溶处理和时效处理工艺参数对铝合金压铸件组织及力学性能的影响规律,获得铝合金半固态压铸支架最佳的热处理工艺参数。铸件半固态压铸工艺参数正交模拟实验结果表明:在选取铸件内部产生的卷气和氧化夹杂缺陷作为铸件质量评价指标的条件下,浇注温度和压射速度是对铸件质量影响较大的因素,而模具温度的影响相对较小。在一定工艺参数范围内,随着浇注温度的升高,金属液充型时产生的卷气会减少,氧化夹杂缺陷会增多;随着压射速度的提高,金属液充型时产生的卷气会增多,氧化夹杂缺陷会降低。铝合金支架最佳的半固态压铸工艺参数为浇注温度590℃,压射速度0.5m/s,模具温度260℃。结合模拟结果,在铸件易产生缺陷的位置添加溢流槽,优化横浇道的厚度为10mm,获得了产生卷气和氧化夹杂缺陷最少的铸件浇注系统。铸件试制结果表明,在优化的铸件浇注系统和工艺参数下,铸件成形良好,未发现表面缺陷。增大增压压力会增强铸件凝固时的补缩能力,当增压压力为100MPa时,可以获得晶粒分布均匀、圆整程度高的半固态球形组织,其α-Al平均晶粒尺寸D为63.2μm,形状因子F为0.8。铸件内部质量明显改善,无裂纹和缩孔缩松缺陷。热处理正交实验结果表明,铝合金支架铸件最佳的热处理工参数为固溶温度470℃,时间4h;时效温度170℃,时间12h。在该工艺参数下,铸件的力学性能可以达到:抗拉强度375MPa,屈服强度320MPa,伸长率4.3%,硬度值121HBW。
洪鑫[2]（2021）在《电磁搅拌电流突变及不同水淬温度对半固态铝合金初生相形貌的影响》文中进行了进一步梳理电磁搅拌技术因其搅拌过程中不易卷入气体,无接触式的搅拌不会污染金属熔体的优点,操作简单方便的同时能较为简易地改变金属的流动状态进而改善金属的金相组织而受到广泛的关注和应用。其中电磁搅拌的两大参数:电流和频率,对铝合金浆料的搅拌状态以至于后期凝固形成的金属组织相貌有着至关重要的影响。在电磁搅拌的过程中对搅拌效果影响较为明显的搅拌电流进行突变,进而引发搅拌状态发生突变,该情况下对熔体中现存枝晶是否产生了二次破碎以及枝晶碎块在受到由于洛伦磁力发生突变而产生的急剧性流动和旋转对合金凝固成型及最终微观形貌的影响的相关研究还未曾考虑,与此相对应的电磁频率还未进行探索。同时,对半固态A356铝合金熔体进行保温完毕后,不同温度下水淬对其初生相的形貌是否产生影响还未曾研究。对此,本课题借以将计算机技术与实验相结合的方式,探究电磁搅拌参数之一的电流值发生突变的情况下,半固态铝合金熔体中电磁场、温度场和流场的变化情况,以及确定与之对应的最佳电磁搅拌频率;保温结束的半固态铝合金熔体在不同水淬温度下温度场的变化情况,以及对初生相形貌的影响规律。探究了在同一搅拌频率下,不同的搅拌电流突变值对磁感应强度、电磁力和温度,以及铝合金熔体中流速的影响;同时探究在同一搅拌电流值突变情况下,不同电磁搅拌频率对铝合金熔体中磁感应强度和电磁力的影响。结果显示,在同一搅拌频率下,随着电磁搅拌电流突变幅值的增大,铝合金熔体受到的磁感应强度、流速和电磁力不断增大,当电流值由2A突变至6A时,磁感应强度、流速和电磁力达到最大值,随着电磁搅拌电流突变幅值的不断增大,浆体内的温度场由于电磁力的作用,分布越来越均匀;同一搅拌电流突变幅值下,随着电磁搅拌频率的增大,铝合金熔体受到的磁感应强度和电磁力出现先增大后减小的现象,其中,搅拌频率为25Hz时,磁感应强度和电磁力达到最大值。初生相形貌当电磁搅拌突变参数为:电流由2A突变至6A,频率为25Hz时,达到最佳。此时,初生相的平均等积圆直径为117.9μm,形状因子为0.71。研究了上述得出的在最佳电磁搅拌突变参数的基础上,在30℃、50℃、70℃、90℃水温下进行水淬对熔体中温度场及初生相形貌的影响。结果显示,四种水温下,A356铝合金熔体的温度下降都很快,但随着水温从30℃、50℃、70℃到90℃依次递增,熔体温度下降速度呈现减缓的趋势,30℃时熔体温度下降最快,90℃时熔体温度下降最慢;随着水温的上升,铝合金熔体的初生相形貌出现先优化后恶化的现象,其中当水淬温度为70℃时,初生相形貌达到最佳,此时的平均等积圆直径为114.4μm,形状因子为0.74。
赵熠堃[3]（2021）在《铝合金粉末半固态触变成形本构模型及数值模拟》文中提出半固态粉末成形技术是一项前景广阔的近净成形技术,这项技术不仅兼有液态以及固态金属成形的优质特性,而且还包含粉末冶金的优点。半固态金属粉末成形技术打破了传统的枝晶凝固方式,该技术制备的成品材料具有晶粒微小、尺寸均匀、变形抗力小和成形工艺过程短等显着优点。当前对半固态粉末的转变机理的研究较为成熟,但对建立符合材料实际变化过程的本构模型并将其应用到数值模拟技术中的研究仍然处于探究阶段,对有些重要的影响因素并没有考虑在内,而这部分研究是半固态金属成形数值模拟的前提。本文以铝合金粉末的触变轧制成形作为研究对象。采用试验与数值模拟技术相结合的方法,详细研究了初始相对密度、温度、应变速率和固-液相分数等主要因素对铝合金粉末半固态触变轧制成形的影响规律,为金属粉末半固态成形技术的进一步研究提供了借鉴价值,也可为半固态近净成形技术的发展和应用奠定一定的基础。本文以2024铝合金粉末作为研究材料,采用材料数值模拟和试验相结合的方法,确定了其最佳组分,探究了该材料的半固态成形工艺窗口和半固态触变成形特性。设计了一种可连续制备金属粉末半固态浆料的设备。通过半固态压缩试验所获得的不同半固态温度、初始相对密度和应变速率下的应力-应变数据和Zener-Hollomon参数的三种Arrhenius型方程建立了液相分数处于30%和60%之间的2024铝合金粉末半固态触变成形的本构模型,为半固态粉末成形数值模拟提供了数学模型。借助Fortran高级程序语言,将建立的数学本构模型嵌入到Deform-3D软件,并通过单轴热压缩数值模拟结果与试验结果的比较验证了嵌入到数值模拟软件的本构模型的准确性。运用经二次开发的Deform-3D软件的金属塑性成形数值模拟技术和Fluent的凝固熔化模拟技术,研究了主要因素对轧制带材的影响规律,并探究了在确定的半固态温度范围内,浆料在轧制成形过程中的凝固机理。
董恩洁[4]（2019）在《半固态熔体流变性测量数值分析及实验研究》文中提出半固态成形技术综合了凝固成形和塑性成形的优点,生产的零部件质量媲美塑性成形件而生产成本接近凝固成形,因此在汽车轻量化等领域有着广阔的应用前景。经过特殊工艺制备的半固态金属熔体有着不同于液态和固态的流变行为,是具有剪切变稀特性的非牛顿流体的一种,其中表观粘度是衡量半固态金属熔体流变性的一个重要指标,同时半固态金属熔体表观粘度的大小对于其成形过程具有重要的指导作用。同轴双筒流变仪是最常用的研究半固态熔体流变性的装置,但是这种流变仪的测量原理是在牛顿流体假设的基础上推导出来的,流变仪所使用的误差修正方法无法满足半固态熔体表观粘度测量的需求,另外现有的适用于半固态熔体的流变仪多为科研机构自行搭建和设计,测试方法以及设备结构并还没有形成统一的标准,导致半固态熔体表观粘度数据千差万别。本文旨在研究同轴双筒流变仪的形状参数以及测量系统内的待测浆料流动状态对半固态熔体表观粘度测量精度的影响,并在此基础上给出适用于剪切变稀非牛顿流体表观粘度测量误差的修正,指导测量半固态熔体表观粘度高温流变仪的设计以及表观粘度测量方法的制定,主要完成工作如下:（1）使用ANSYS Fluent定量地分析了同轴双筒流变仪测量半固态熔体表观粘度过程中端面效应误差,发现在剪切变稀流体表观粘度测量过程中,端面效应造成的误差是表观粘度测量误差的重要组成部分,这是因为内筒端面的平均剪切速率要比内外筒间隙处小得多而导致端面附近流体粘度比间隙内要大很多,通过理论推导、模拟数值分析以及Al2O3悬浮液表观粘度测试实验提出了一种通过拟合内筒扭矩M和浸入深度h线性关系后计算平均内筒附加高度（?）修正同轴双筒流变仪测量剪切变稀流体表观粘度过程中端面效应误差的方法。（2）使用ANSYS Fluent模拟同轴双筒流变仪测量表观粘度过程,研究了流变仪形状参数如内、外筒半径比α、内筒浸入深度h、底面高度H、内外筒间隙δ以及内筒端面形状对表观粘度测量精度的影响规律,并通过Al2O3悬浮液表观粘度实验对模拟中得到的部分结论进行了验证。（3）研究了测量系统内流体的流动状态对表观粘度测量精度的影响,根据旋转Couette流的特性,使用ANSYS Fluent定量地分析了Taylor涡对同轴双筒流变仪表观粘度测量精度的影响,在Couette流稳定性研究的基础上给出了避免出现Taylor涡和端面湍流的内筒极限转速经验公式。
胡钊华[5]（2016）在《流变压铸过共晶铝硅合金微观组织和力学行为研究》文中研究指明铝合金具有密度小、重量轻、比强度高、导电导热性好等优点。此外,铝在提炼及加工过程中较易实现清洁化生产,铝制品具有很高的质量回收率,因此铝在航空、航天、汽车、计算机、电子通讯和家电行业得到广泛的应用,是使用率最高的轻金属。Al-Si系合金是铝合金中最重要的一类合金之一,随着Si含量增加,合金力学性能、尺寸稳定性、耐磨性、耐热性等都会提高。因此,过共晶Al-Si合金,尤其是高硅铝合金,是发展高强耐磨耐高温铝合金的方向。但是,Si含量的提高导致合金析出粗大的初生硅,严重割裂基体并显着降低力学性能,极大地阻碍了该系列合金的应用推广。因此,开发一种能够有效细化初生硅尺寸、改善合金性能的工艺方法是很有必要的。高压铸造是一种能够细化晶粒、实现近净成形的先进成型技术。半固态流变压铸技术可以看成是流变加工和高压铸造的结合,它同时具有流变加工和高压铸造诸如铸件组织优良、生产效率高、能耗低、近净成形、成本低等优点,被认为是二十一世纪金属成形最具发展前途的技术之一。但是现有的流变压铸研究集中在低Si含量的共晶、亚共晶Al-Si合金上,关于过共晶Al-Si合金的研究基本处于空白。过共晶Al-Si合金,尤其是高硅铝合金的流变压铸成形研究,有望实现初生硅细化的目标,同时克服常规液态铸造下的缺点,获得优良的微观组织和力学性能,并为过共晶Al-Si合金半固态流变成形技术的开发和应用提供理论指导和实践依据。本文以Al-15Si-4Cu-0.5Mg和Al-20Si合金为研究对象,采用光学显微镜（OM）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、X射线衍射仪（XRD）和差式扫描量热仪（DSC）等分析手段,系统研究了机械旋转滚筒制浆工艺对流变浆料组织的影响;首次研究了RE（La、Ce）变质和流变加工复合处理对流变浆料微观组织的影响。采用优化的最佳流变制浆工艺和复合制浆工艺对Al-15Si-4Cu-0.5Mg和Al-20Si合金进行流变压铸成形,研究其微观组织和力学行为,探讨其强化机理。对Al-15Si-4Cu-0.5Mg合金进行耐磨性能测试,研究流变处理对合金耐磨性能的影响,探讨其磨损失效机理。利用Flow-3D软件对过共晶Al-Si合金熔体在机械旋转滚筒中的流场、温度场、浓度场进行模拟,分析流变处理对它们的影响,探讨流变加工对初生硅形核、生长的作用机制。通过研究不同滚筒转速和浇注温度下Al-15Si-4Cu-0.5Mg和Al-20Si合金添加RE（La,Ce）前后流变浆料的组织演变,探明了机械搅拌制浆和复合制浆的影响规律。机械滚筒能制备出初生硅细小均匀、铝树枝晶破碎、合金相细小弥散的流变浆料。变质和流变加工复合处理进一步减小初生硅颗粒尺寸和体积率。添加稀土后Al-15Si-4Cu-0.5Mg和Al-20Si合金分别形成偏聚在枝晶间的长针状Al4（FeMnSiCuRE）和Al2Si2RE相,流变处理可以显着细化针状稀土相并使其在基体弥散分布。Al-15Si-4Cu-0.5Mg合金机械搅拌制浆和复合制浆的最佳工艺皆为660 oC浇注、60r/min转速;Al-20Si合金机械搅拌制浆和复合制浆的最佳工艺皆为750 oC浇注、60r/min转速。对比发现,流变压铸Al-15Si-4Cu-0.5Mg和Al-20Si合金的微观组织优于常规高压铸造。流变压铸使初生硅形貌由复杂的板条状、板块状、不规则形状转变为明显细化的板块状,其平均颗粒尺寸、体积率都小于而圆整度大于高压铸造得到的样品。流变压铸破碎了树枝晶和骨骼状α-AlFeMnSi相,细化了偏聚的Al2Cu共晶组织并使其在基体分布均匀。添加0.5 wt.%RE（La,Ce）有效地变质共晶硅。稀土变质和流变加工复合处理进一步细化初生硅的尺寸,降低其体积率,并提高圆整度;与此同时,还细化了偏聚在合金中的针状Al4（FeMnSiCuRE）和Al2Si2RE相,使它们在基体均匀分布。阐明了半固态流变压铸、稀土变质和流变加工复合压铸对合金力学性能的影响,Al-15Si-4Cu-0.5Mg和Al-20Si合金分别在660 oC浇注、60 r/min搅拌和750 oC浇注、60 r/min搅拌下获得最佳的力学性能;此外,也阐明了它们在流变压铸下的凝固特点。研究了流变铸造Al-15Si-4Cu-0.5Mg合金的耐磨性能,揭示了合金的磨损机制。低摩擦速度、摩擦载荷下合金磨损机制以磨粒磨损为主。流变铸造合金中初生硅的细化、圆整化,Al2Cu共晶团簇、α-AlFeMnSi相的细化、均匀化有效提高合金的局部抗力并减少对基体表面氧化层的破坏,有效提高合金的耐磨性能。高摩擦速度、摩擦载荷下,合金磨损机制以黏着磨损为主。液态铸造合金中粗大的初生硅和骨骼状α-AlFeMnSi相容易破碎、脱落加剧基体磨损并促进基体氧化腐蚀。流变铸造合金中初生硅的细化、圆整化、α-AlFeMnSi相的细化、均匀化有效降低其破碎、剥落的倾向,同时更好的避免基体的加剧氧化腐蚀,进而提高合金的耐磨性能。利用Flow-3D软件对过共晶Al-Si合金熔体在机械旋转滚筒中的流场、温度场、浓度场进行模拟。模拟结果表明机械滚筒的剪切力和自重带动合金熔体进行圆周螺旋运动,运动的同时熔体内部出现强对流。机械滚筒对熔体产生激冷作用,滚筒的高速转动使其温度场、浓度场趋于均匀。机械滚筒内初生相的形核生长特点如下:激冷效应使得熔体显热迅速得到释放,熔体温度迅速降低到理论凝固点以下获得极大的过冷度,初生相获得较大的形核率。后续熔体的流入和相变潜热的释放使得大部分晶胚重新熔入熔体,贴近滚筒内壁的晶胚获得持续过冷而成长为晶核。高速转动的滚筒促使滚筒内壁的晶核进入熔体成为自由晶,同时使得熔体温度场、浓度场趋于均匀,最终使得自由晶以等轴或球状方式生长。阐明了流变加工对初生硅形核、生长的影响。机械旋转滚筒的激冷效应增大了熔体凝固的过冷度、提高了预存Si原子碰撞形成硅十面体和五角多面体的概率、提高了初生硅的相变驱动力,使得四面体和八面体组合成五瓣星形初生硅的形核机制得以启动,导致Al-15Si-4Cu-0.5Mg合金中出现五瓣星形初生硅。流变加工增大熔体过冷度从而提高八面体初生硅的形核率。机械滚筒高速转动引起过共晶Al-Si合金熔体中溶质的高速扩散,促进了八面体初生硅顶角、棱边的生长,使其形成内部有孔洞的普通八面体初生硅。机械滚筒搅拌引起的剪应力促使八面体初生硅凝固生长的过程中顶角、棱边附近靠近固液前沿的晶内区域更容易出现位错团簇。机械滚筒高速转动使熔体内的初生硅颗粒受到强烈的剪切力,同时初生硅颗粒间碰撞加剧,容易造成八面体初生硅在顶角、棱边附近的{100}晶面形成裂纹并沿着{110}晶面解理,导致初生硅颗粒的破碎,达到细化初生硅的目的。阐明了稀土变质和流变加工复合处理对初生硅生长的影响。机械滚筒引起的激冷效应可以有效提高初生硅颗粒的形核率,其高速转动引起熔体的强对流促使更多的稀土元素被吸附到初生硅<112>方向的生长前沿,提高“杂质诱发孪晶”效率;另一方面,在温度均匀的环境下,均匀分布的稀土元素以稀土化合物的形式包围、甚至紧贴着初生硅析出,进一步阻碍其生长,起到细化作用。将优化的Al-15Si-4Cu-0.5Mg合金流变制浆工艺成功用于车用空调压缩缸体的生产,制备的产品质量优良、可热处理,其耐压性能远远高于高压铸造,表明过共晶Al-Si合金流变加工工艺具有巨大的工业应用价值。
张帆[6]（2012）在《铝合金轮毂半固态模锻成形研究》文中进行了进一步梳理在汽车行业朝轻量化发展的趋势下,以铝合金轮毂代替钢制轮毂在汽车制造中得到广泛的应用。其中,铸造铝合金轮毂以其价格相对低廉、外形美观等特点,已经在轿车行业得到普及。但是在大型客车等对轮毂性能有更高要求的商用车领域,铸造铝合金轮毂已经不能满足要求,则需采用生产工艺复杂,成本较高的锻造铝合金轮毂。半固态模锻作为一种近终成形技术,其制件性能与普通锻件相近,轻量化效果优于铸造件,而生产成本低于普通锻件。因此,将半固态模锻技术生产汽车铝合金轮毂具有重要的经济与环保意义。本文对半固态模锻成形技术、半固态数值模拟、A356铝合金等作了介绍,阐述了采用铝合金半固态模锻成形方法生产汽车轮毂的优势及发展前景。实验部分以工业纯铝等为原料,采用环缝式电磁搅拌法获得半固态浆料：应用FLOW-3D有限差分模拟平台,对铝合金轮毂半固态模锻过程进行模拟,得到不同条件下的轮毂充型和半固态浆料流动特点,进而进行半固态模锻实验以确定合适的成形工艺；最后研究了固溶时效热处理对组织和性能的影响,进行了验证实验。通过对半固态模锻数值模拟粘度模型的选择与建立,确定了A356半固态铝合金的粘度模型及其参数值,并导入有限差分软件FLOW-3D中。通过模拟不同工艺参数对半固态模锻的充型,得到了挤压速度、充填温度及模具温度对半固态模锻充型的影响,并计算模拟凝固时间得到了合理的保压时间。通过模拟对比分析,得出了一组优化后的数值模拟工艺参数。在半固态模锻成形中,影响其成形的主要工艺参数有：挤压速度、充填温度、模具温度、挤压压力及保压时间。实验对比发现,挤压速度的大小对铝合金半固态模锻轮毂的充型有重要影响,过低的挤压速度会导致轮辋充型不完整,过快的挤压速度会导致轮辋充型不平稳均匀；同样,充填温度的不同也对轮毂的充型有这不同的影响,过低的充填温度会导致无法完整充型,过高的充填温度使半固态浆料的粘度降低,浆料充填时易产生紊流而造成充型不整齐。通过对比实验验证了一组最佳的半固态轮毂模锻成形工艺参数,分别为：充填温度600℃,挤压速度5.0mm/s,模具温度300℃,模锻挤压压力2160kN,保压时间25s。对半固态模锻成形的A356铝合金轮毂进行了固溶时效热处理,工艺为：535℃固溶10h,80℃水淬3min,167℃时效6h。经此工艺处理得到的半固态轮毂模锻件热处理后的抗拉强度为322.7MPa,延伸率为7.17%。
苏华钦,胡彬[7]（2011）在《国内外半固态铸造的工业应用现状及面临的机遇与对策》文中指出本文综述了国内外半固态铸造工业应用现状,我国面临的机遇与对策。作为使我国从铸造大国成为铸造强国的新的重大突破口,作者提出在中国创建第一个中国半固态金属加工技术实业公司。
赵大志[8]（2009）在《铝合金半固态挤压成形工艺及理论研究》文中研究说明本研究采用近液相线半连续铸造技术制备的ZL116、6063合金半固态坯料,在进行坯料试样的二次加热实验,合金压缩热模拟的基础上,进行了合金的半固态挤压成形,以期采用具有组织细小均匀,具有非枝晶组织的,适合于半固态触变成形的铝合金坯料,通过高固相率条件下的半固态挤压成形,获得成形性好,力学性能优良,高效率,低成本的成形件。本文通过近液相线半连续铸造技术制备ZL116及6063铝合金半固态坯料,研究了铸造速度与冷却强度对坯料组织的影响,分析了半固态坯料微观组织形成机理。由于过热度小,近液相线半连续铸造使熔体内的温度场趋于均匀分布,形核数量明显增多;成分过冷的减小,使晶粒在生长过程中互相接触后,枝晶的熟化程度加大,有利于蔷薇状晶粒组织的形成;铸造速度决定一、二次冷却时间和冷却效果,将直接影响到坯料横截面上微观组织的形貌及其分布,适宜的冷却强度和铸造速度有利于坯料截面上获得分布均匀的非枝晶组织。当冷却强度一定时,ZL116合金铸造速度控制在150～200mm/min,6063合金铸造速度控制在100～170mm/min时,可获得表面质量光洁,横截面上分布均匀、细小、呈近球状或蔷薇状组织的半固态坯料。对半固态坯料进行了二次加热实验研究及理论计算,考察分析了半固态坯料二次加热组织随加热温度以及保温时间的变化及演变机理。合金半固态坯料在二次加热过程中,随着加热温度的升高,晶粒球化进程加快,所需要的保温时间缩短;保温温度相同时,随着保温时间延长,球化的晶粒将发生粗化;在共晶合金二次加热过程中,共晶硅熔断发生粒状化,在重熔液相内形成分布均匀、细小的硅颗粒,硅颗粒将随着保温时间的延长不断长大,并逐渐减少,最终熔化消失。ZL116合金二次加热温度为575℃,保温10～15min时,6063合金二次加热温度为620℃,保温10～15min时,重熔组织演变比较稳定,可以获得尺寸较小,球化效果比较好,适于进行半固态触变成形的组织。ZL116、6063合金坯料在固态以及半固态条件下的压缩变形研究表明:在高固相率半固态压缩变形中,相同的温度条件下,变形应力随着应变速率的增加而增大;随着变形温度的提高,变形应力增加幅度逐渐减小。与固态压缩变形相比,半固态条件下应力变化受应变速率的影响较小,采用较低的应变速率可获得比较稳定的变形效果。根据实验分析及热模拟分析结果,对近液相线半连续铸造制备的ZL116、6063合金坯料进行半固态及固态挤压成形,分析研究了成形件的组织及性能,对半固态挤压成形件的热处理工艺进行了优化。实验表明:合金进行半固态挤压成形时,由于变形抗力很小,变形过程中各方向受力比较均匀,坯料截面上流速分布一致,受成形件壁厚影响很小,有利于获得分布均匀的变形组织;与固态挤压成形相比,半固态挤压成形温度高,固相颗粒内固溶大量的溶质原子,随着快速冷却,以析出相的形式弥散分布在基体组织上,不仅阻碍了再结晶晶粒的长大,而且起到了强化作用。成形中,由于晶间液相的缓解作用,使变形固相颗粒内位错堆积而形成的应力集中明显减小,变形颗粒仅发生了部分回复与再结晶,起到了细晶强化和位错强化的作用。由于半固态挤压是在固、液两相区内进行成形,不需要对铸态坯料进行均匀化处理,可以有效缩短合金的成形周期。ZL116合金在575℃进行高固相率半固态挤压成形,成形件表面光洁,横截面组织分布均匀,在成形组织上弥散分布着大量细小的硅颗粒以及沉淀相,起到一定的强化作用。部分变形的固相颗粒由于再结晶使晶粒更加细小,与固态挤压工艺相比,具有良好的半固态挤压成形性与力学性能。进行半固态挤压成形件热处理优化,确定出最佳工艺方案为:545℃固溶4h,178℃时效10h,抗拉强度为325MPa,伸长率为14.6%,与铸态成形件相比,塑性提高了192%,固溶时间明显缩短,降低了能耗。6063合金半固态挤压成形件经在线固溶及自然时效,抗拉强度达到240MPa以上,伸长率达到19%以上,完全达到合金挤压成形所要求的T6处理的性能指标。利用正交实验确定出成形件热处理优化工艺为:520℃固溶1h、175℃时效6h,测得的抗拉强度为275MPa,伸长率为14.23%。
张倩倩[9]（2008）在《应变诱发Mg-Al-Zn合金半固态组织及腐蚀行为研究》文中研究表明通过对半固态组织的观察分析,总结了半固态组织的演变机制。半固态组织的演变结合了枝晶断裂和再结晶两种机制。第二相化合物含量多的合金,枝晶断裂和再结晶机制共同影响半固态组织的演变;第二相化合物含量少的合金,再结晶机制是影响半固态组织演变的主要机制。系统研究了工艺参数对采用应变诱发法形成AZ91D镁合金半固态组织的影响,得出变形量为40%时,满足AZ91D镁合金半固态流变性的温度、时间范围为:温度550-590℃,时间（45-60min）6-20min。固相粒子的长大遵循Ostwald熟化关系。首次通过实验设计了几种成分的Mg-Al-Zn合金,结果表明合金元素铝和锌的增加都有利于形成更加均匀、细小的半固态组织,且缩短了等温时间。系统研究了半固态试样的腐蚀行为,建立了半固态镁合金的腐蚀模型,得出半固态组织的形态参数是影响半固态试样腐蚀性能的主要因素,合金成分对半固态试样的腐蚀性能影响较小。在相同的固相分数下,半固态组织的固相粒子尺寸小,数量多,则腐蚀初始阶段的速度快;固相粒子的尺寸大,数量少,腐蚀坑大且深,则最后的腐蚀量较大。固相粒子被连续的β相包围能有效抑制腐蚀向内部扩展,计算了在半固态镁合金中形成连续β相的合金成分。
张莹[10]（2007）在《半固态AZ91D镁合金流变铸轧成形技术研究》文中研究指明诞生于20世纪70年代的半固态成形技术（Semi-solid Metal forming,简称SSM）是一种近终成形新技术,由于它具有成形零件致密、力学性能良好、机械加工量少、模具寿命长、可制造复杂结构件、环保、节能、高效等独特的优点,愈来愈受到世界各国的重视,被认为是21世纪最具有发展潜力的金属成形技术之一。镁合金具有密度小、比强度高、刚度高、阻尼性能好以及电磁屏蔽等优点,近年来成为汽车和电子行业的重要轻质材料,而实际应用的镁合金部件大多是压铸件。3C（Computer,Communication,Consumption）产品中所广泛使用的薄壁壳体类零件以及用于汽车工业中的高性能镁合金零部件,对产品成形工艺的要求也越来越高了,压铸已经不能满足综合性能好的要求了。半固态金属成形技术具有非常广阔的发展前景。目前对镁合金半固态流变成形工艺及半固态镁合金组织与性能的研究较少。本文采用自行研制开发的半固态镁合金流变铸轧设备,研究了AZ91D镁合金的半固态铸轧成形过程。分别采用机械搅拌法制浆和斜槽法制浆两种方法制浆,得到具有近似球形的非枝晶半固态镁合金组织,半固态镁合金浆料具有良好的流动性,进行流变铸轧后得到半固态镁合金流变铸轧板带,取样观察板带显微金相组织,并测试了相关性能;采用有限元分析方法,对半固态镁合金流变铸轧的制浆和铸轧过程分别进行了数值模拟,并且与工艺试验进行了对比;在数值模拟和工艺试验的基础上,利用正交设计对半固态镁合金流变铸轧过程的工艺参数进行了优化。本文的研究得到了如下成果:1.研究了AZ91D镁合金半固态流变铸轧试验的试验材料、试验装置、试验过程。试验采用的半固态制浆方法为:机械搅拌法和斜槽法,整套试验设备均为自行研制开发。试验表明,该试验设备是可以满足试验要求的。2.通过采用虚拟仪器技术实现半固态镁合金流变铸轧过程的温度采集和精确控制,对镁合金的半固态流变成形过程的温度进行实时采集以及模糊控制,试验表明该系统性能可靠,操作方便,并且能够达到较高的控温精度,为该加工技术的实际应用奠定了基础。3.通过大量工艺试验,研究了半固态镁合金流变铸轧过程的工艺参数对镁合金板带组织的影响规律,即搅拌速度、静置时间、浇铸温度对半固态镁合金板带组织晶粒的大小以及形状的影响,从而确定最优的半固态制浆和铸轧工艺。4.采用正交分析法得到机械搅拌法和斜槽法的最佳镁合金半固态流变铸轧的工艺参数,机械搅拌法的最佳工艺参数为:搅拌速度500r/min、静置时间10min、搅拌时间15min、浇铸温度560℃。斜槽法的最佳工艺参数为:浇入斜槽温度630℃、斜槽倾角60°、斜槽长度0.570m、静置时间5min。5.铸轧板的加工试验表明:AZ91D和AZ31B半固态镁合金铸轧板带都具有较大的变形能力（压下量）。AZ91D的最大冷变形量达28%,最大热变形量达47%,AZ31B最大热变形量达57%以上。6.热处理工艺可以改善半固态铸轧镁合金板带组织和性能,热处理工艺在420℃附近最佳。随着温度的升高共晶组织中α-Mg晶粒不断增多,形状不断向块状变化,β相含量不断减少,只剩少量、不连续状的β-Mg17Al12相残留在晶界处,α-Mg过饱和固溶体中重新弥散析出β相,这种弥散分布于晶内的β相将既强化基体,又不限制通过晶界转动诱发二次滑移系启动的形变机制,达到强韧化的目的;随着温度的升高,初生α-Mg晶粒的显微维氏硬度变化不大,共晶组织的硬度先随温度的升高而下降,当温度超过400℃时,又有所回升。7.应用有限元分析方法,对镁合金半固态流变铸轧过程的流变制浆和铸轧两个过程进行数值模拟,系统研究了斜槽法镁合金半固态制浆过程的流场和温度场的分布,分析了斜槽长度、斜槽浇入温度、斜槽倾角对斜槽内热流的影响。采用有限元方法对铸轧区的温度场进行数值模拟,由最佳凝固点确定最佳的浇铸温度,从而得到了相关的最佳斜槽长度、斜槽倾角和浇入斜槽的温度。即斜槽长度为0.570m、斜槽倾斜角度为60°、浇入斜槽的温度为630℃。
二、半固态金属加工技术及其在汽车工业中的应用（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、半固态金属加工技术及其在汽车工业中的应用（论文提纲范文）
（1）铝合金半固态压铸工艺与组织性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景 |
| 1.2 半固态成型技术简介 |
| 1.2.1 半固态成型原理及分类 |
| 1.2.2 半固态浆料制备技术及发展现状 |
| 1.2.3 半固态组织演变机理 |
| 1.3 半固态成型的数值模拟 |
| 1.3.1 半固态成型数值模拟的理论基础 |
| 1.3.2 半固态成型数值模拟的国内外研究现状 |
| 1.4 半固态压铸铝合金的应用及研究现状 |
| 1.5 本文的研究内容和意义 |
| 1.5.1 研究意义 |
| 1.5.2 研究内容 |
| 第2章 实验设备与研究方法 |
| 2.1 实验流程 |
| 2.2 实验材料 |
| 2.3 合金的熔炼和半固态浆料的制备 |
| 2.4 压铸成型实验 |
| 2.5 热处理实验 |
| 2.6 分析测试方法 |
| 2.6.1 光学显微组织分析 |
| 2.6.2 扫描电子显微镜分析 |
| 2.6.3 X射线探伤分析 |
| 2.6.4 力学性能测试 |
| 第3章 319s铝合金半固态压铸工艺的研究 |
| 3.1 浇注模型的建立 |
| 3.2 数值模拟的理论模型及合金特性曲线 |
| 3.3 模拟的参数设置 |
| 3.4 压铸工艺参数的研究 |
| 3.5 数值模拟的结果与分析 |
| 3.5.1 铸件充型后的卷气和氧化夹杂缺陷分析 |
| 3.5.2 压铸工艺参数的确定 |
| 第4章 319s铝合金半固态压铸件浇注系统的优化 |
| 4.1 浇注模型的优化 |
| 4.2 浇注系统的优化设计 |
| 4.2.1 槽型横浇道横截面厚度的优化 |
| 4.2.2 排溢系统的优化设计 |
| 4.3 最终浇注模型 |
| 第5章 319s铝合金半固态压铸件的组织与性能研究 |
| 5.1 不同增压压力下的铸件微观组织 |
| 5.2 319s铝合金半固态压铸件的铸态微观组织 |
| 5.3 热处理工艺及组织性能分析 |
| 5.3.1 热处理正交试验与力学性能 |
| 5.3.2 微观组织分析 |
| 第6章 结论 |
| 参考文献 |
| 在学研究成果 |
| 致谢 |
（2）电磁搅拌电流突变及不同水淬温度对半固态铝合金初生相形貌的影响（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 金属半固态成形技术 |
| 1.2.1 半固态成形技术概述 |
| 1.2.2 半固态成形技术的研究现状及应用 |
| 1.3 半固态金属熔体流动对凝固组织的细化机理 |
| 1.4 电磁搅拌法的原理与特点 |
| 1.5 电磁搅拌技术的应用及研究现状 |
| 1.6 数值模拟技术在电磁搅拌中的应用 |
| 1.7 研究的内容、创新点及意义 |
| 第二章 实验材料、设备及方案 |
| 2.1 实验材料 |
| 2.1.1 实验合金 |
| 2.1.2 实验化学品 |
| 2.1.3 实验设备 |
| 2.2 实验方案 |
| 2.2.1 电磁搅拌参数突变对铝合金熔体内电磁场的影响 |
| 2.2.2 电磁搅拌参数突变对铝合金熔体中流场及温度场的影响 |
| 2.2.3 最佳搅拌参数下不同凝固温度对铝合金金相组织的影响 |
| 2.3 实验步骤 |
| 2.3.1 铝锭的制取 |
| 2.3.2 试样的制取与观察 |
| 第三章 数值模拟模型的设计、计算及模拟步骤 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 模型建立与网格划分 |
| 3.3 模型假设 |
| 3.4 参数设置 |
| 3.4.1 实验材料参数 |
| 3.4.2 实验设备参数 |
| 3.5 模型计算方程 |
| 3.5.1 电磁场方程 |
| 3.5.2 温度场方程 |
| 3.5.3 流场方程 |
| 3.6 磁-流耦合模拟过程及计算流程 |
| 3.6.1 电磁场的模拟 |
| 3.6.2 流场和温度场的模拟 |
| 3.6.3 模拟计算流程 |
| 3.7 本章小结 |
| 第四章 搅拌电流突变对铝合金熔体内电磁场、温度场和流场的影响 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 搅拌电流突变对磁感应强度及电磁力的影响 |
| 4.2.1 搅拌电流强度参数突变对磁感应强度的影响 |
| 4.2.2 搅拌电流强度参数突变对电磁力的影响 |
| 4.3 搅拌电流突变对温度场及流场的影响 |
| 4.3.1 搅拌电流强度参数突变对温度场的影响 |
| 4.3.2 搅拌电流强度参数突变对流场的影响 |
| 4.4 实验过程 |
| 4.5 结果对比与分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 水淬温度对半固态A356 铝合金熔体金相组织的影响 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 不同水淬温度下熔体凝固过程中温度场的变化 |
| 5.3 实验过程 |
| 5.4 结果对比与分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间的研究成果 |
（3）铝合金粉末半固态触变成形本构模型及数值模拟（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 国内外研究动态 |
| 1.2.1 半固态粉末成形技术的发展 |
| 1.2.2 半固态粉末成形技术的国内外研究现状 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 第2章 铝合金粉末半固态特性探究 |
| 2.1 材料的选择 |
| 2.1.1 铝合金的选择及相图分析 |
| 2.1.2 2024 铝合金的相组成及其性能 |
| 2.1.3 2024 铝合金的工艺窗口分析 |
| 2.2 铝合金粉末半固态压缩坯料的制备及其微观形貌 |
| 2.2.1 试样的制备 |
| 2.2.2 试样的微观形貌 |
| 2.3 铝合金粉末坯料的半固态压缩 |
| 2.3.1 半固态压缩试验 |
| 2.3.2 半固态触变变形后试样的的显微组织 |
| 2.4 连续制备金属粉末半固态浆料设备设计 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 铝合金粉末半固态触变本构模型 |
| 3.1 半固态金属粉末触变成形流动应力及其影响因素 |
| 3.1.1 温度和初始相对密度影响下的应力-应变 |
| 3.1.2 应变速率和温度影响下的应力-应变 |
| 3.2 数值分析及统计学检验 |
| 3.2.1 数值分析 |
| 3.2.2 统计学检验 |
| 3.3 半固态触变成形本构模型 |
| 3.3.1 本构数学形式的选择 |
| 3.3.2 本构模型的建立 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 Deform二次开发及本构模型验证 |
| 4.1 Deform二次开发 |
| 4.1.1 Deform-3D数值模拟技术 |
| 4.1.2 Deform的本构模型和二次开发理论 |
| 4.1.3 Deform二次开发流程及本构模型的导入 |
| 4.2 数值模拟模型及工艺方案 |
| 4.2.1 压缩模拟CAE模型 |
| 4.2.2 工艺方案 |
| 4.3 数值模拟结果及本构模型验证 |
| 4.3.1 不同初始相对密度工件压缩后的温度场 |
| 4.3.2 不同半固态温度下工件恒温压缩后的应力场 |
| 4.3.3 不同初始相对密度的工件压缩后的应力场 |
| 4.3.4 模拟结果验证本构关系 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 铝合金粉末半固态轧制数值模拟 |
| 5.1 触变轧制有限元模型建立 |
| 5.1.1 基本假设 |
| 5.1.2 计算条件及三维建模 |
| 5.1.3 轧制过程的温度场边界条件 |
| 5.2 有限元模拟结果分析 |
| 5.2.1 温度场分析 |
| 5.2.2 等效应力场分析 |
| 5.2.3 初始液相分数的影响 |
| 5.2.4 初始相对密度的影响 |
| 5.3 半固态轧制的凝固模拟 |
| 5.3.1 Fluent熔化凝固模型 |
| 5.3.2 凝固模拟结果分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果 |
| 致谢 |
（4）半固态熔体流变性测量数值分析及实验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究意义 |
| 1.1.1 半固态成形技术的应用 |
| 1.1.2 课题的意义 |
| 1.2 半固态成形技术简介 |
| 1.3 半固态金属熔体表观粘度的研究 |
| 1.3.1 粘度概述 |
| 1.3.2 半固态金属熔体表观粘度的研究现状 |
| 1.3.3 半固态金属熔体表观粘度测试方法 |
| 1.4 本文主要研究内容 |
| 第2章 粘度测量原理与模拟流程 |
| 2.1 同轴双筒流变仪测量原理 |
| 2.2 模拟流程 |
| 2.2.1 数值模拟方法 |
| 2.2.2 网格划分 |
| 2.2.3 物理模型设定 |
| 2.2.4 材料性质设定 |
| 2.2.5 边界条件设定 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 流变仪形状参数对测量精度的影响 |
| 3.1 半径比α对表观粘度测量精度的影响 |
| 3.1.1 建立不同半径比α流变仪模型 |
| 3.1.2 表观粘度相对误差对比 |
| 3.1.3 小结 |
| 3.2 端面效应的修正 |
| 3.2.1 端面效应误差修正方法 |
| 3.2.2 建立DIN53019修正端面效应误差流变仪模型 |
| 3.2.3 端面效应误差数值分析 |
| 3.2.4 小结 |
| 3.3 浸入深度h对表观粘度测量精度的影响 |
| 3.3.1 建立不同浸入深度h流变仪模型 |
| 3.3.2 表观粘度相对误差对比 |
| 3.3.3 小结 |
| 3.4 底面高度H对表观粘度测量精度的影响 |
| 3.4.1 建立不同底面高度H流变仪模型 |
| 3.4.2 底面扭矩M_(bottom)离散程度分析 |
| 3.4.3 小结 |
| 3.5 内外筒间隙δ对表观粘度测量精度的影响 |
| 3.5.1 建立不同内外筒间隙δ流变仪模型 |
| 3.5.2 数据处理 |
| 3.5.3 小结 |
| 3.6 内筒端面形状对表观粘度测量精度的影响 |
| 3.6.1 建立不同内筒端面形状流变仪模型 |
| 3.6.2 表观粘度相对误差对比 |
| 3.6.3 小结 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 流体流动状态对测量精度的影响 |
| 4.1 Taylor涡对测量精度的影响 |
| 4.1.1 旋转Couette流及Taylor涡 |
| 4.1.2 建立Couette及Searle型流变仪模型 |
| 4.1.3 Ta计算及中性面流线图观测 |
| 4.1.4 小结 |
| 4.2 湍流与端面湍流 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 非牛顿流体表观粘度实验 |
| 5.1 实验部分 |
| 5.1.1 非牛顿流体的制备 |
| 5.1.2 主要试验方案 |
| 5.2 结果与讨论 |
| 5.3 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
（5）流变压铸过共晶铝硅合金微观组织和力学行为研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 铸造铝合金 |
| 1.1.1 铸造铝合金的分类 |
| 1.1.2 过共晶Al-Si合金的组织和性能 |
| 1.1.3 过共晶Al-Si合金的应用及存在的问题 |
| 1.2 过共晶Al-Si合金中初生硅的变质细化研究现状 |
| 1.2.1 化学变质 |
| 1.2.2 初生硅的变质机制 |
| 1.3 半固态成形技术 |
| 1.3.1 半固态成形技术概述 |
| 1.3.2 半固态浆料制备方法 |
| 1.3.3 半固态成形工艺和工业应用 |
| 1.4 半固态非枝晶组织形成理论 |
| 1.5 本课题的研究目的、意义及主要内容 |
| 1.5.1 研究目的及意义 |
| 1.5.2 主要研究内容 |
| 参考文献 |
| 第二章 实验过程与方法 |
| 2.1 技术路线 |
| 2.2 流变浆料制备及流变压铸成型 |
| 2.2.1 金属流变加工研究思路 |
| 2.2.2 流变浆料制备 |
| 2.2.3 流变压铸成型 |
| 2.3 组织结构分析 |
| 2.3.1 物相分析 |
| 2.3.2 金相样品制备及显微分析 |
| 2.3.3 扫描电镜分析 |
| 2.3.4 透射电镜分析 |
| 2.3.5 电子背散射衍射分析 |
| 2.3.6 Flow-3D计算机仿真模拟 |
| 2.4 力学性能测试 |
| 2.4.1 室温拉伸性能 |
| 2.4.2 宏观硬度测试 |
| 2.4.3 微观硬度测试 |
| 2.5 摩擦磨损性能测试 |
| 2.5.1 微观刮痕测试 |
| 2.5.2 干摩擦性能测试 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 流变浆料制备研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 Al-15Si-4Cu-0.5Mg合金流变浆料制备研究 |
| 3.2.1 滚筒搅拌速度对流变浆料的影响 |
| 3.2.2 浇注温度对流变浆料的影响 |
| 3.2.3 等温保温对流变浆料的影响 |
| 3.2.4 流变处理对金属间化合物的影响 |
| 3.2.5 稀土变质与滚筒搅拌复合处理对流变浆料的影响 |
| 3.3 Al-20Si合金流变浆料制备研究 |
| 3.3.1 滚筒搅拌速度对流变浆料的影响 |
| 3.3.2 浇注温度对流变浆料的影响 |
| 3.3.3 稀土变质与滚筒搅拌复合处理对流变浆料的影响 |
| 3.4 分析讨论 |
| 3.4.1 机械滚筒对熔体凝固的影响 |
| 3.4.2 合金熔体在MRB系统中的形核生长特点和工程要素 |
| 3.4.3 机械滚筒流变处理对Al-Si浆料组织第二相的影响 |
| 3.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 流变压铸组织与性能研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 Al-15Si-4Cu-0.5Mg合金流变压铸组织与力学性能 |
| 4.2.1 流变压铸组织 |
| 4.2.2 力学性能 |
| 4.2.3 添加稀土对流变压铸组织性能的影响 |
| 4.2.4 热处理工艺和组织性能 |
| 4.2.5 流变压铸工业应用 |
| 4.3 Al-20Si合金流变压铸组织与力学性能 |
| 4.3.1 流变压铸组织 |
| 4.3.2 力学性能 |
| 4.3.3 添加稀土对流变压铸组织性能的影响 |
| 4.4 分析讨论 |
| 4.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 摩擦磨损性能研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 微观组织分析及微观刮痕测试 |
| 5.2.1 微观组织 |
| 5.2.2 微观刮痕测试 |
| 5.3 干摩擦性能测试 |
| 5.3.1 体积磨损率变化 |
| 5.3.2 磨痕分析 |
| 5.3.3 磨削分析 |
| 5.4 分析讨论 |
| 5.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 流变加工中初生硅的形核与生长 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 结晶界面的微观结构和Si相的生长特性 |
| 6.2.1 结晶界面的微观结构 |
| 6.2.2 Si相生长特性 |
| 6.3 流变处理对初生硅形核生长的影响 |
| 6.3.1 过共晶Al-Si合金中初生硅的形核 |
| 6.3.2 流变处理过共晶Al-Si合金中初生硅形核的影响 |
| 6.3.3 MRB系统对过共晶Al-Si合金中初生硅生长的影响 |
| 6.3.4 稀土变质和MRB流变复合处理对初生硅形核、生长的影响 |
| 6.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第七章 结论和创新点 |
| 7.1 主要结论 |
| 7.2 创新点 |
| 致谢 |
| 攻读博士期间的研究成果 |
| 论文 |
| 专利 |
（6）铝合金轮毂半固态模锻成形研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题研究的背景和意义 |
| 1.2 铝合金轮毂的制造工艺及发展现状 |
| 1.3 铝合金轮毂的主要制造工艺 |
| 1.3.1 铸造成形工艺 |
| 1.3.2 锻造成形工艺 |
| 1.3.3 国内外铝合金轮毂发展现状 |
| 1.4 半固态成形技术 |
| 1.4.1 半固态成形技术的基本原理及发展 |
| 1.4.2 半固态金属制备与成形的分类 |
| 1.4.3 半固态流变模锻成形及其特点 |
| 1.4.4 半固态模锻技术发展现状与趋势 |
| 1.5 半固态成形数值模拟 |
| 1.6 实验主要内容及研究方案 |
| 1.6.1 主要研究内容 |
| 1.6.2 实验技术路线 |
| 2 半固态模锻数值模拟的软件及模型选择 |
| 2.1 FLOW-3D数值模拟软件简介 |
| 2.2 半固态模锻数值模拟的模型选择 |
| 2.2.1 粘度模型 |
| 2.2.2 数值模拟的其他模型 |
| 2.3 小结 |
| 3 铝合金轮毂半固态模锻成形的数值模拟 |
| 3.1 FLOW-3D前处理 |
| 3.2 半固态模锻模具 |
| 3.3 数值模拟结果与分析 |
| 3.3.1 挤压速度对充型的影响 |
| 3.3.2 充填温度和模具温度对充型的影响 |
| 3.3.3 保压时间的确定 |
| 3.3.4 最佳优化结果 |
| 3.4 小结 |
| 4 A356铝合金轮毂半固态模锻实验 |
| 4.1 实验设备及步骤 |
| 4.2 半固态模锻工艺的选择 |
| 4.2.1 挤压速度 |
| 4.2.2 充填温度 |
| 4.2.3 模具温度 |
| 4.2.4 挤压压力 |
| 4.2.5 保压时间 |
| 4.3 半固态模锻实验对比与分析 |
| 4.3.1 挤压速度对充型的影响 |
| 4.3.2 充填温度对充型的影响 |
| 4.3.3 最佳实验结果 |
| 4.4 热处理工艺研究 |
| 4.4.1 热处理工艺的制定 |
| 4.4.2 组织观察与分析 |
| 4.4.3 力学性能 |
| 4.5 小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的学术成果 |
| 致谢 |
（8）铝合金半固态挤压成形工艺及理论研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 目录 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 半固态金属成形技术 |
| 1.1.1 半固态金属成形工艺 |
| 1.1.2 半固态成形合金 |
| 1.1.3 半固态金属坯料的制备 |
| 1.1.4 半固态金属坯料的二次加热 |
| 1.1.5 半固态成形合金的组织性能及其形成机理 |
| 1.2 金属的半固态挤压 |
| 1.3 半固态金属成形研究的发展状况 |
| 1.3.1 半固态金属成形工艺装备的发展状况 |
| 1.3.2 铝合金半固态成形的发展状况 |
| 1.3.3 镁合金半固态成形的发展状况 |
| 1.3.4 其他合金半固态成形的发展状况 |
| 1.3.5 新型半固态轻合金的设计与开发 |
| 1.4 我国半固态金属成形技术的发展前景 |
| 1.5 本论文研究的意义和内容 |
| 1.5.1 本论文研究的意义 |
| 1.5.2 本论文研究的内容 |
| 第2章 铝合金半固态坯料的制备 |
| 2.1 实验材料及方法 |
| 2.1.1 ZL116合金的坯料制备 |
| 2.1.2 6063合金的坯料制备 |
| 2.2 实验结果及分析 |
| 2.2.1 铸造速度对坯料表面质量的影响 |
| 2.2.1.1 铸造速度对ZL116合金坯料表面质量的影响 |
| 2.2.1.2 铸造速度对6063合金坯料表面质量的影响 |
| 2.2.2 铸造速度对坯料微观组织的影响 |
| 2.2.2.1 铸造速度对ZL116合金半固态坯料微观组织的影响 |
| 2.2.2.2 铸造速度对6063合金半固态坯料微观组织的影响 |
| 2.3 近液相线半连续铸造铝合金组织的形成机理 |
| 2.3.1 形核机制 |
| 2.3.2 长大 |
| 2.4 小结 |
| 第3章 铝合金半固态坯料的二次加热及其压缩变形 |
| 3.1 合金的DSC曲线分析 |
| 3.2 半固态坯料的二次加热 |
| 3.2.1 ZL116合金半固态坯料的二次加热组织 |
| 3.2.2 6063合金半固态坯料的二次加热组织 |
| 3.3 半固态合金坯料二次加热组织的演化机理分析 |
| 3.4 近液相线半连续铸造铝合金坯料的压缩变形 |
| 3.4.1 ZL116合金的热模拟结果分析 |
| 3.4.2 6063合金的热模拟结果分析 |
| 3.5 合金半固态压缩变形组织 |
| 3.6 小结 |
| 第4章 铝合金的半固态挤压成形 |
| 4.1 实验过程 |
| 4.1.1 ZL116合金的半固态挤压实验 |
| 4.1.2 6063合金的半固态挤压实验 |
| 4.2 实验结果及分析 |
| 4.2.1 铝合金半固态挤压成形件的表面质量 |
| 4.2.1.1 ZL116合金半固态挤压成形件的表面质量 |
| 4.2.1.2 6063合金半固态挤压成形件的表面质量 |
| 4.2.2 铝合金半固态挤压成形件的组织与性能 |
| 4.2.2.1 ZL116合金半固态挤压成形件的组织 |
| 4.2.2.2 ZL116合金半固态挤压成形件的性能 |
| 4.2.2.3 6063铝合金半固态挤压成形件的组织 |
| 4.2.2.4 6063铝合金半固态挤压成形件的性能 |
| 4.3 半固态挤压成形的机理分析 |
| 4.4 小结 |
| 第5章 铝合金半固态挤压成形件的热处理 |
| 5.1 实验过程 |
| 5.2 ZL116合金半固态挤压成形件的热处理优化 |
| 5.2.1 热处理工艺的正交实验设计 |
| 5.2.2 热处理工艺的人工神经网络优化 |
| 5.3 6063合金半固态挤压成形件的热处理优化 |
| 5.4 合金热处理强化机理分析 |
| 5.5 小结 |
| 第6章 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间发表的论文 |
| 作者简历 |
（9）应变诱发Mg-Al-Zn合金半固态组织及腐蚀行为研究（论文提纲范文）
| 提要 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 选题背景与意义 |
| 1.2 半固态成形技术概论 |
| 1.2.1 半固态成形技术的起源 |
| 1.2.2 半固态成形技术的特点 |
| 1.2.3 半固态成形技术的分类 |
| 1.2.3.1 半固态流变成形 |
| 1.2.3.2 半固态触变成形 |
| 1.2.4 半固态金属浆料的制备技术 |
| 1.2.4.1 机械搅拌法 |
| 1.2.4.2 电磁搅拌法 |
| 1.2.4.3 应变诱发熔化激活法 |
| 1.2.4.4 NRC 控冷技术 |
| 1.2.4.5 喷射成形法 |
| 1.2.4.6 粉末冶金法 |
| 1.2.4.7 其它方法 |
| 1.2.5 半固态金属组织的形成机理 |
| 1.2.5.1 枝晶臂根部断裂机制 |
| 1.2.5.2 枝晶臂根部熔断机制 |
| 1.2.5.3 枝晶臂弯曲机制 |
| 1.2.5.4 颗粒飘移、混合-抑制机制 |
| 1.2.5.5 再结晶机制 |
| 1.2.6 半固态技术的研究进展 |
| 1.2.6.1 国外研究现状 |
| 1.2.6.2 国内研究现状 |
| 1.2.6.3 半固态金属成形技术的研究和应用发展趋势 |
| 1.3 镁合金半固态成形技术 |
| 1.3.1 镁合金的性质及应用 |
| 1.3.2 镁合金半固态铸造 |
| 1.3.3 镁合金半固态成形技术的应用现状 |
| 1.3.4 镁合金半固态材料的成分设计 |
| 1.3.5 镁合金半固态材料的腐蚀性能 |
| 1.3.5.1 镁合金的腐蚀形态 |
| 1.3.5.2 影响镁合金腐蚀的因素 |
| 1.3.5.3 镁合金半固态材料抗腐蚀的研究现状 |
| 1.4 本论文的研究内容 |
| 1.4.1 课题来源 |
| 1.4.2 本课题的研究内容 |
| 1.4.3 本研究的创新之处 |
| 第二章 试验方法和设备 |
| 2.1 试验材料及配制 |
| 2.1.1 试验所用合金材料 |
| 2.1.2 合金的配制 |
| 2.2 研究方法与实验设备 |
| 2.2.1 合金的熔炼 |
| 2.2.2 半固态试样的制备 |
| 2.3 半固态试样制备方案设计 |
| 2.3.1 AZ91D镁合金的半固态工艺参数设计 |
| 2.3.2 其它Mg-Al-Zn合金的半固态工艺参数设计 |
| 2.4 组织结构分析与性能测定 |
| 2.4.1 合金成分分析 |
| 2.4.2 差热分析 |
| 2.4.3 金相组织观察 |
| 2.4.4 组织结构分析 |
| 2.4.4.1 扫描电子显微镜观察 |
| 2.4.4.2 半固态显微组织的评定 |
| 2.4.4.3 X射线衍射分析 |
| 2.4.5 腐蚀性能测试 |
| 2.4.5.1 电化学测试 |
| 2.4.5.2 盐雾腐蚀试验 |
| 2.4.5.3 盐水浸泡试验 |
| 第三章 应变诱发法半固态镁合金组织的演变及形成机制 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 SIMA法镁合金半固态组织的演变过程 |
| 3.2.1 铸态镁合金的显微组织分析 |
| 3.2.2 镁合金试样压缩后的显微组织分析 |
| 3.2.3 等温处理过程中的组织演变 |
| 3.2.4 镁合金半固态组织的微细结构分析 |
| 3.3 应变诱发法镁合金半固态组织的形成机理 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 工艺参数对应变诱发AZ91D镁合金半固态组织的影响 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 原始铸态组织对AZ91D镁合金半固态组织的影响 |
| 4.3 预变形量对AZ91D镁合金半固态组织的影响 |
| 4.4 不均匀变形对AZ91D镁合金半固态组织的影响 |
| 4.5 等温工艺参数对AZ91D镁合金半固态组织的影响 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 半固态Mg-Al-Zn合金的成分设计及组织演变 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 铝含量对形成半固态组织的影响 |
| 5.2.1 铝在镁合金中的作用 |
| 5.2.2 相关设计参数的计算 |
| 5.2.3 不同铝含量镁合金的热分析 |
| 5.2.4 不同铝含量镁合金的组织分析 |
| 5.2.4.1 铸态组织 |
| 5.2.4.2 半固态组织 |
| 5.3 锌含量对形成半固态组织的影响 |
| 5.3.1 锌在镁合金中的作用 |
| 5.3.2 不同锌含量镁合金的相分析 |
| 5.3.3 不同锌含量镁合金的热分析 |
| 5.3.4 不同锌含量镁合金的组织分析 |
| 5.3.4.1 铸态组织 |
| 5.3.4.2 半固态组织 |
| 5.4 铝、锌元素对Mg-Al-Zn合金半固态组织影响的机理分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 半固态镁合金的腐蚀行为及机理研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 AZ91D镁合金的电化学性能 |
| 6.3 AZ91D镁合金在中性盐雾环境下的腐蚀行为 |
| 6.3.1 铸态AZ91D镁合金的中性盐雾腐蚀行为 |
| 6.3.2 半固态AZ91D镁合金的盐雾腐蚀行为 |
| 6.4 AZ91D镁合金在NaCl溶液中的腐蚀行为 |
| 6.4.1 AZ91D镁合金在NaCl溶液中的腐蚀速率 |
| 6.4.2 AZ91D镁合金浸泡后的腐蚀溶液的pH值变化 |
| 6.4.3 形态参数对半固态AZ91D镁合金腐蚀行为的影响 |
| 6.4.4 合金元素对半固态镁合金腐蚀行为的影响 |
| 6.5 半固态镁合金的腐蚀模型及形态参数的定量分析 |
| 6.5.1 半固态镁合金的腐蚀模型 |
| 6.5.2 形态参数对半固态镁合金腐蚀行为的影响分析 |
| 6.5.3 形成连续β相的半固态镁合金的成分设计 |
| 6.6 本章小结 |
| 第七章 结论 |
| 参考文献 |
| 攻博期间发表的学术论文 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 致谢 |
（10）半固态AZ91D镁合金流变铸轧成形技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 镁及镁合金概述 |
| 1.1.1 镁合金的应用 |
| 1.1.2 镁合金板材加工的研究现状 |
| 1.2 双辊连续铸轧工艺 |
| 1.2.1 薄带连续铸轧技术概述 |
| 1.2.2 薄带连续铸轧技术的发展历史 |
| 1.2.3 双辊薄带连续铸轧技术的研究现状 |
| 1.2.4 铸机和工艺的研究现状 |
| 1.2.5 薄带材料、组织和性能的研究现状 |
| 1.3 半固态加工技术 |
| 1.3.1 半固态成形技术的特点及应用 |
| 1.3.2 半固态金属加工的主要工艺过程 |
| 1.3.3 半固态镁合金的研究现状 |
| 1.4 镁合金半固态及流变铸轧数值模拟 |
| 1.5 本论文研究目的和主要研究内容 |
| 第2章 试验方法和设备 |
| 2.1 试验材料 |
| 2.1.1 试验原材料 |
| 2.1.2 熔炼保护剂 |
| 2.1.3 变质剂 |
| 2.2 试验设备 |
| 2.2.1 熔炼设备 |
| 2.2.2 半固态制浆装置 |
| 2.2.3 水平式双辊铸轧机 |
| 2.2.4 半固态镁合金流变铸轧的温度检测与控制系统 |
| 2.3 试验方法 |
| 2.3.1 试验流程 |
| 2.3.2 镁合金熔炼 |
| 2.4 本章小节 |
| 第3章 AZ91D半固态镁合金流变铸轧试验研究 |
| 3.1 AZ91D镁合金半固态浆料的制备 |
| 3.1.1 机械搅拌法 |
| 3.1.2 斜槽法制浆 |
| 3.2 机械搅拌法工艺参数对半固态镁合金流变铸轧板带组织的影响 |
| 3.2.1 搅拌时间的影响 |
| 3.2.2 搅拌功率(剪切速率)的影响 |
| 3.2.3 浇铸温度的影响 |
| 3.2.4 金属液静置时间的影响 |
| 3.3 机械搅拌法半固态镁合金流变铸轧正交试验 |
| 3.4 斜槽法半固态镁合金流变铸轧正交试验 |
| 3.4.1 斜槽法制浆正交试验 |
| 3.4.2 斜槽法制浆试验参数优化 |
| 3.5 本章小节 |
| 第4章 半固态镁合金流变铸轧板带的组织分析 |
| 4.1 铸轧前后AZ91D半固态镁合金半固态组织的变化分析 |
| 4.1.1 工艺条件一的试验结果 |
| 4.1.2 工艺条件二的试验结果 |
| 4.1.3 工艺条件三的试验结果 |
| 4.1.4 铸轧对半固态镁合金组织影响的机理分析 |
| 4.2 流变铸轧对镁合金板带组织的影响 |
| 4.2.1 半固态铸轧后的半固态镁合金板带纵横断面显微组织 |
| 4.2.2 半固态镁合金铸轧板带表面和心部组织比较 |
| 4.3 AZ91D镁合金铸轧板带再加工试验 |
| 4.3.1 1号试样冷轧 |
| 4.3.2 2号试样热轧试验 |
| 4.3.3 3号试样热轧试验 |
| 4.3.4 再加工试验结果及分析 |
| 4.4 AZ31B半固态镁合金流变铸轧试验 |
| 4.4.1 AZ31B半固态镁合金流变铸轧试验 |
| 4.4.2 AZ31B半固态镁合金铸轧板的加工试验 |
| 4.4.3 AZ31B半固态镁合金板带的冲杯试验 |
| 4.5 热处理对半固态镁合金铸轧板带组织的影响 |
| 4.5.1 试验结果及分析 |
| 4.5.2 镁合金板带扫描电镜及能谱分析 |
| 4.5.3 热处理工艺对显微硬度的影响 |
| 4.5.4 试验结论 |
| 4.6 本章小节 |
| 第5章 半固态AZ91D镁合金流变铸轧数值模拟 |
| 5.1 斜槽法半固态镁合金制浆热流耦合数值模拟 |
| 5.1.1 热流耦合数值模拟预处理 |
| 5.1.2 数值模拟试验 |
| 5.2 铸轧过程数值模拟 |
| 5.2.1 铸轧过程数值模拟区域的选择 |
| 5.2.2 有限元计算的基本假设 |
| 5.2.3 边界条件 |
| 5.2.4 模拟预处理 |
| 5.2.5 铸轧过程中铸轧区温度场分布 |
| 5.3 模拟结果分析 |
| 5.3.1 评优问题 |
| 5.3.2 结论 |
| 5.4 试验验证 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 主要创新 |
| 6.3 下一步工作的方向 |
| 6.4 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间的研究成果 |
四、半固态金属加工技术及其在汽车工业中的应用（论文参考文献）
- [1]铝合金半固态压铸工艺与组织性能研究[D]. 任树洋. 沈阳工业大学, 2021
- [2]电磁搅拌电流突变及不同水淬温度对半固态铝合金初生相形貌的影响[D]. 洪鑫. 江西理工大学, 2021
- [3]铝合金粉末半固态触变成形本构模型及数值模拟[D]. 赵熠堃. 燕山大学, 2021(01)
- [4]半固态熔体流变性测量数值分析及实验研究[D]. 董恩洁. 哈尔滨工业大学, 2019
- [5]流变压铸过共晶铝硅合金微观组织和力学行为研究[D]. 胡钊华. 上海交通大学, 2016(03)
- [6]铝合金轮毂半固态模锻成形研究[D]. 张帆. 北京有色金属研究总院, 2012(01)
- [7]国内外半固态铸造的工业应用现状及面临的机遇与对策[A]. 苏华钦,胡彬. 中国铸造行业第五届高层论坛论文集, 2011
- [8]铝合金半固态挤压成形工艺及理论研究[D]. 赵大志. 东北大学, 2009(12)
- [9]应变诱发Mg-Al-Zn合金半固态组织及腐蚀行为研究[D]. 张倩倩. 吉林大学, 2008(11)
- [10]半固态AZ91D镁合金流变铸轧成形技术研究[D]. 张莹. 南昌大学, 2007(06)