2A50铝合金负重轮挤压铸造数值模拟优化及试验研究

摘要

结合了铸造和模锻两种工艺发展起来的挤压铸造工艺是近净成形技术的重要组成部分。该技术融合了铸造和模锻的优点，又避免了相关的缺陷。而铝合金负重轮是坦克装甲车行走装置的重要组成部分，通过挤压铸造工艺能够生产出质量较好的负重轮，取得较好的经济效益和社会效益。但是通过挤压铸造生产负重轮容易出现缩孔缩松和热裂缺陷。本文的主要目的在于通过数值模拟的方式探索缩孔缩松和热裂产生的机理。通过试验的方式研究局部补缩对负重轮制件各方面性能的影响。
　　首先建立了缩孔缩松和热裂判据，并通过ProCAST软件对铝合金负重轮制件凝固过程中温度场、固相率的动态变化进行了重点的关注，并预测了缩孔缩松的位置，同时观察应力应变场的动态变化，预测热裂位置。在对简单加载试验条件模拟之后，又模拟了增加负重轮制件的比压后，负重轮制件在温度场、应力应变场的变化情况及缩孔缩松和热裂缺陷的出现位置。模拟结果表明比压增加后对于消除上述缺陷有很大贡献。
　　根据数值模拟的结果为局部加载试验建立了牢固的理论基础，分析不同补缩量对于制件各方面性能的影响。将铝合金负重轮取件之后进行了热处理，而后进行了密度测量、硬度测量、拉伸力学性能试验、断口扫描、金相照片拍摄、能谱分析共计6个方面的内容。较为全面的分析了制件的密度分布情况、硬度变化情况、抗拉强度、断裂类型、断裂模式、裂纹扩展模式、晶粒平均尺寸、第二相分布、晶界成分等内容。对铝合金负重轮制件各方面性能检测结果进行了相应的定量和定性的分析，探讨了补缩量对各方面性能的影响规律。

目录

2A50铝合金负重轮挤压铸造数值模拟优化及试验研究

THE RESEARCH ON NUMERICAL SIMULATION AND EXPERIMENT OF 2A50 ALUMINUM ALLOY LOADING WHEEL BY SQUEEZE CASTING TECHNOLOGY

摘 要

Abstract

目 录

第1章 绪论

1.1 课题来源

1.2 课题背景及其理论意义与实际意义

1.3 挤压铸造成型技术简介

1.4 挤压铸造国内外发展现状

1.5 生产负重轮存在的问题

1.6 主要研究内容

第2章 挤压铸造模拟数值模型及简单模拟结果

2.1 引言

2.2 挤压铸造数值模拟模型及前处理

2.3 缩孔缩松判据

2.4 热裂判据

2.5 温度场模拟结果及分析

2.6 应力应变场模拟结果及分析

2.7 本章小结

第3章 优化比压数值模拟结果及分析

3.1 引言

3.2 简单加载增加比压条件下温度场结果及分析

3.3 简单加载增加比压条件下应力应变场结果及分析

3.4 模拟结果的实际意义

3.5 本章小结

第4章 试验条件、过程及检测结果分析

4.1 引言

4.2 局部加载理论模型

4.3 试验条件及试验过程

4.4 密度测量分析

4.5 硬度分析

4.6 拉伸力学性能分析

4.7 断口分析

4.8 相图分析及金相显微组织分析

4.9 能谱分析

4.10 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文

哈尔滨工业大学硕士学位论文原创性声明

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致谢