ZL702合金中氫溶解度的影響因素研究.pdf

1、隨著工業(yè)技術(shù)發(fā)展的需要,人們對(duì)鋁及鋁合金鑄件的性能要求越來(lái)越高。研究發(fā)現(xiàn):因氣孔造成的廢品率占所有鋁鑄件廢品的40％以上。要提高鋁鑄件的產(chǎn)品質(zhì)量,其關(guān)鍵技術(shù)之一是在實(shí)際生產(chǎn)中提供優(yōu)質(zhì)的鋁合金液,而制約鋁合金液質(zhì)量提高的一個(gè)重要因素是合金液中的氫含量。因此,對(duì)鋁液中氫的行為及影響鋁液中氫溶解度的因素等方面的研究具有非常重要的意義。
　　本文基于減壓凝固原理,主要研究了以下內(nèi)容:①?gòu)臒崃W(xué)和動(dòng)力學(xué)角度對(duì)鋁液吸氫及脫氫階段的機(jī)理展開(kāi)分析

2、,并從中發(fā)現(xiàn)了影響鋁熔體除氫凈化工藝的因素,總結(jié)出了改善凈化工藝的基本途徑;②對(duì)鋁鑄件針孔嚴(yán)重程度的判據(jù)進(jìn)行了理論推導(dǎo),得出其理論公式。要減少鑄件內(nèi)的針孔度,可采取以下措施:盡量降低鋁液開(kāi)始結(jié)晶時(shí)刻的氫含量,避免鋁液與含氫物質(zhì)的反應(yīng)或接觸,加強(qiáng)鋁液的凈化處理工藝;提高鋁液結(jié)晶時(shí)的外界壓力,如采取加壓凝固等。
　　研究了合金元素對(duì) ZL702合金氫含量影響,得出以下結(jié)論:①合金元素 Si和 Cu會(huì)減小鋁熔體的吸氫傾向;②Mg會(huì)增加鋁

3、熔體吸氫趨向,隨著鋁液中Mg含量的增加,鋁熔體表面氧化膜裂縫就越多,且裂縫寬度也變大,內(nèi)部新鮮鋁液與大氣中的水蒸氣的接觸幾率增大,鋁液增氫的速度加快;③Mn對(duì)鋁液中氫的溶解度影響不大。
　　研究了工藝參數(shù)對(duì) ZL702合金氫含量影響,得出以下結(jié)論:①環(huán)境濕度是影響ZL702鋁熔體中氫含量的一個(gè)關(guān)鍵因素。當(dāng)合金澆注溫度一定時(shí),環(huán)境的相對(duì)濕度越高,熔體氫含量越高;②采用C2Cl6精煉ZL702合金時(shí),精煉后的鋁液隨靜置時(shí)間的延長(zhǎng)含氫量

4、先減小后增加。精煉后靜置15min,鋁液含氫量最小,為0.04 ml/100gAl;③在環(huán)境溫度及大氣濕度恒定下,鋁液保溫溫度越高,氫的溶解度越大。當(dāng)保溫溫度由710℃上升到790℃時(shí),其氫的溶解度由0.06 ml/100gAl上升到0.15ml/100gAl;④通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)擬合出ZL702合金氫含量預(yù)測(cè)公式:,將實(shí)驗(yàn)中的實(shí)際氫分壓代入公式,得到鋁熔體中氫的溶解度為0.273ml/100gAl,與實(shí)驗(yàn)中測(cè)氫氫含量基本相同,誤差為2.8％