凝固压差和压力对真空差压铸造ZL114A合金微观组织和高温蠕变性能的影响

摘要

随着航空航天等军用产品高温性能的要求逐渐提高，产品高温性能对铸件的基体结构、组织和力学性能等方面提出更高的要求，但是Al-Si合金粗大的针状共晶组织和树枝晶影响铸件组织及高温蠕变性能，真空差压铸造促进金属液凝固补缩，可以改善铸件组织，获得蠕变性能优良的铝合金产品，凝固压差和凝固压力影响金属液的凝固补缩能力。因此，本文研究凝固压差和凝固压力对真空差压铸造铝合金微观组织和高温蠕变性能的影响。 本文以ZL114A合金为研究对象，研究凝固压差和凝固压力对铸件的致密度、组织及高温蠕变性能的影响规律。结果表明，凝固压差和凝固压力对试样高温蠕变性能影响显著，随着凝固压差和凝固压力的增加，铸件高温蠕变性能提高，当凝固压差为30kPa、凝固压力为250kPa和300kPa时，试样在30h左右发生断裂，不存在蠕变第Ⅱ阶段；当凝固压差为90kPa、凝固压力为350kPa时，试样在100h未发生断裂，蠕变第Ⅱ阶段的稳态变形速率随着蠕变应力的增加而增大，试样蠕变速率ε的对数与蠕变应力σ的对数呈线性关系，同时建立真空差压铸造ZL114A合金蠕变速率ε与蠕变应力σ的关系方程：6.9791.833lglg???? 经蠕变试验后，试样的微观组织细化，共晶硅的偏析得到改善，随着共晶硅尺寸的减小，试样的高温蠕变性能提高；当凝固压差和凝固压力提高时，铸件的致密度增大，凝固压差对金属液凝固补缩作用效果比凝固压力大。 本文研究获得凝固压差和凝固压力对真空差压铸造铝合金微观组织和高温蠕变性能的影响规律，为真空差压铸造工艺参数的研究提供新的思路，为生产高温性能优良的零件提供理论基础和技术支持。

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