SiCP-AZ91D鎂基復(fù)合材料無熔劑熔煉工藝及數(shù)值模擬.pdf

1、眾所周知，鎂化學(xué)性質(zhì)活潑，在高溫尤其是液態(tài)下極易發(fā)生氧化甚至燃燒而引入雜質(zhì)。此外，鎂合金中氫溶解量較高，在凝固過程中隨著溫度降低易析出形成氣孔，合金件的性能受到嚴(yán)重影響。特別地，在工程材料中用量極大的AZ91D鎂合金對顯微氣孔較為敏感。隨著鎂合金產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程的推進(jìn)，世界范圍內(nèi)對高純度、高性能鎂合金的需求越來越大。旋轉(zhuǎn)噴吹除氣法是目前國內(nèi)外公認(rèn)的較優(yōu)鋁合金除氫技術(shù)，研究此方法在鎂合金中的應(yīng)用，對提高鎂合金質(zhì)量具有重要的意義。
　　此背

2、景下，本文主要以AZ91D鎂合金為實驗研究對象，對旋轉(zhuǎn)噴吹惰性氣體Ar氣除氣的過程進(jìn)行了模擬分析，并對旋轉(zhuǎn)噴吹A(chǔ)r氣工藝對添加SiC顆粒的AZ91D鎂基復(fù)合材料的影響進(jìn)行了研究。
　　首先，根據(jù)自行設(shè)計的旋轉(zhuǎn)噴頭及熔煉坩堝，建立二維計算模型，對比分析了不同氣流量條件下熔體的流動狀態(tài)，結(jié)合不同氣流量下，熔體湍動能、平均速度及速度直方圖分析得出：氣流量越大，流體湍動越明顯，但氣流量并不是越大越好，從而確定出本次模擬條件下，合理的氣流量

3、范圍為135-226 L/h。
　　其次，利用三維計算模型，研究了不同旋轉(zhuǎn)速度下，Ar氣在熔體中的分布、湍動能、壓力場、速度場等基本規(guī)律。然后研究了不同旋轉(zhuǎn)速度和氣流量配合下, Ar氣在熔池中的體積分布情況，最后對旋轉(zhuǎn)噴吹過程中，合金液的流場特征進(jìn)行了簡單分析。
　　最后在上述模擬的基礎(chǔ)上，選用旋轉(zhuǎn)噴吹A(chǔ)r氣凈化SiCP/AZ91D鎂合金熔體，設(shè)計進(jìn)行了三因素三水平的正交試驗，探索了氣流量、旋轉(zhuǎn)速度及除氣時間對合金鑄件力學(xué)性