铝硅合金变质效果热分析系统的研究

摘要

铝硅合金因其优良的铸造性能和力学性能被广泛使用，本文研制用于快速检测亚共晶铝硅合金变质效果的热分析系统。
　　热分析系统由硬件和软件两部分组成，硬件部分主要有热分析数据采集卡、样杯，软件部分采用C语言编写，QT作为程序框架设计，经过数据采集（温度）、数值滤波和微分处理，冷却曲线显示，得出热分析特征值。经过大量实验，观察合金的金相组织，测试合金力学性能与热分析系统特征值进行对比，得出亚共晶铝硅合金变质效果的判别依据，从而验证热分析系统的准确性。
　　本文对ZL104合金和702A合金进行了热分析研究。对ZL104合金的研究得出:当Sr的加入量为0.06％～0.07％时，共晶平台温度下降幅度较大，变质前后共晶温度之差△TER达到试验中最大值，金相分析变质效果达到良好，力学性能也最佳，因此判断ZL104合金达到最好变质效果Sr的最佳加入量为0.06％。结合特征值共晶时间te和△TER判断ZL104合金的变质效果，当合金不存在过变质时，建立了△TER值与变质等级之间的多式项关系，表达式为:
　　变质等级=-0.1327×△TER2+1.5976×△TER+1.0231
　　对702A铝合金变质效果进行热分研究，特征值△TER同样可以成为702A合金的变质效果的判据，而特征值te由于受合金成分的影响，只采用特征值△TER作为合金变质效果判别依据。经过金相组织和力学性能测试702A铝合金达到最好的变质效果Sr的最佳加入量为0.08％，当合金不存在过变质时，同样建立了△TER值与变质等级之间的多项式关系。表达式为:
　　变质等级=-0.0346×△TER2+0.977×△TER+1.2085.

目录

声明

摘要

1．1课题研究背景、目的及意义

1．2国内外研究现状

1．2．1铝硅合金变质处理的研究

1．2．2铝硅合金热分析技术的应用及发展

1．2．3铝硅合金变质效果的热分析判据研究现状

1．2．4热分析在铸造铝硅合金中的发展

1．3论文的主要研究内容

2．1热分析系统的设计思想

2．2热分析系统设计思路

2．2．1数据采集

2．2．2冷却曲线及微分曲线绘制

2．2．3特征值的捕获以及变质效果的预测

2．3铝硅合金变质热分析系统硬件部分组成及设计

2．3．1硬件系统的组成

2．3．2硬件系统框图

2．3．3硬件参数

2．3．4硬件设备的接入

3．1软件设计结构

3．2热分析系统软件功能总览

3．2．1数据采集功能模块

3．2．2数据处理

4铝硅合金变质热分析系统实验研究及应用

4．1实验材料及设备

4．1．1实验原材料

4．1．2实验设备

4．1．3配料计算

4．2熔炼工艺设计

4．3 ZL104铝硅合金热分析研究

4．3．1实验条件及方案

4．3．2 ZL104铝硅合金热分析特征值分析

4．4 ZL104铝合金变质处理效果的评估

4．4．1 Sr变质等级的定义

4．4．2 Sr加入量对ZL104合金变质组织分析

4．4．3 Sr加入量对ZL104合金力学性能的影响

4．4．4特征值与变质效果的对应关系

5．1实验材料

5．2实验条件及方案

5．3 702A铝合金热分析研究

5．3．1 702A铝合金特征值的研究

5．3．2 Sr加入量与变质效果的对应关系

5．4 Sr加入量对702A铝合金组织与性能的影响

5．4．1 Sr对702A铝合金组织的影响

5．4．2 Sr加入量对铸态702A铝合金力学性能的影响

5．4．3 Sr加入量对702A铝合金热处理后力学性能影响

6．1结论

6．2展望

参考文献

攻读硕士期间取得学术成果

致谢