原文传递
铝合金活塞的时效处理及其充型凝固过程数值模拟的研究
| 论文题名： | 铝合金活塞的时效处理及其充型凝固过程数值模拟的研究 |
| 关键词： | 时效处理;铝合金活塞;数值模拟;充型凝固过程 |
| 摘要： | 活塞是发动机的心脏，由于其工作环境恶劣，所以对其强度、热稳定性、耐磨性等性能要求很高。本文通过改变传统时效处理工艺，采用二级时效处理来改善铝合金活塞的力学性能和显微组织。并采用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)等手段来探讨时效强化作用。此外，对工厂即将生产的一种活塞进行了模其设计，采用UG进行三维制图，采用MAGMASOFT进行铝合金活塞充型和凝固过程数值模拟，优化工艺参数和对铸件进行缺陷预测。 通过改变二级时效的预时效和终时效的温度和时间，来观察活塞力学性能和显微组织的变化。研究表明:经过二级时效处理后，初晶硅的颗粒尺寸较一级时效时明显减小，分布均匀，在时效处理工艺为150℃×2.5h+220℃×2.5h时显微组织及力学性能最好，合金的抗拉强度为335MPa，硬度底部75.0HRB，裙部74.8HRB，金相组织符合一级标准，体积稳定性合格。 对时效过程中的强化作用做了分析，结果为:时效过程中有强化相析出，通过检测，强化相成分主要为:Mg2Si、A13Ni、Q-AlsFeMg3Si6。形成时效强化作用的主要因素有:以上析出相呈与基体呈半共格状态;位错线在滑移过程中，遇到了基体中的析出相时就在析出相的周围缠结在一起;第二相生长过程中，受到阻碍，生长缓慢，形成弥散分布质点，从而有效的抑制局部平面滑移。 结合工厂传统生产经验以及要生产活塞的特点，进行了模具设计，设定传热参数，并利用数值模拟进行优化，最后进行充型和凝固过程的数值模拟。其结果为:预测出裙部，底部和销轴与底部交接处有微量的缩孔，其中温度越高，缩孔越不明显;利用所设计模具，在750℃时进行浇注。并将模拟容易产生缺陷的部位剖解，缺陷几乎没有。 |
| 作者： | 崔敏 |
| 专业： | 材料工程 |
| 导师： | 于化顺 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 山东大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
检索历史
应用推荐
