固液混合鑄造ZA60合金顯微組織及其性能的研究.pdf

1、本文采用固液混合鑄造技術制備了ZA60合金錠坯，研究了合金熔體過熱度、粉末加入量和粉末粒度對ZA60合金顯微組織的影響，優(yōu)化了固液混合鑄造ZA60合金的工藝參數(shù)；同時，對ZA60合金金屬型鑄造、半固態(tài)鑄造和固液混合鑄造三種鑄造工藝下的合金的顯微組織的變化規(guī)律進行了探討；利用TCL金相分析軟件對合金在不同的工藝條件下材料的平均晶粒度進行了測量，同時也利用軟件對初生α相的體積分數(shù)進行了測量，對ZA60合金的物相進行了分析，最后對ZA60合金

2、的硬度、室溫拉伸性能和高溫拉伸性能進行了研究。通過研究得出了以下結論： 1.ZA60金屬型鑄造的晶粒比較粗大，半固態(tài)鑄造顯微組織相對金屬型鑄造組織有一定程度的球化和細化，ZA60合金固液混合鑄造合金組織相對其他兩種工藝組織球化和細化程度是最好的，且組織比較均勻。在ZA60合金固液混合鑄造過程中，分別研究了合金熔體過熱度、粉末粒度和粉末加入量對合金顯微組織的影響，考慮合金組織的細化和均勻性及宏觀壓鑄質量，當合金熔體過熱度為40℃、

3、粉末粒度為-200～＋400目及粉末加入量為40％的條件下，ZA60合金顯微組織得到較好的細化和球化。 2.ZA60合金凝固過程中主要生成相有α(富A1)相、β(Al基固溶體)相、η(富Zn)相和ε(金屬間化合物)相。ZA60合金金屬型鑄造、半固態(tài)鑄造，固液混合鑄造三種制備工藝中形成相的種類是完全一樣，但是數(shù)量不同，金屬型鑄造初生α相數(shù)量最少，固液混合鑄造最多。在ZA60合金固液混合鑄造過程中，不同的參數(shù)時初生α相數(shù)量也有很大不

4、同，合金熔體過熱度越高，初生相越少；粉末加入量越多，初生α相數(shù)量越多；粉末越細，初生α相越多。初生α相數(shù)量不同主要跟合金凝固過程中的冷卻速度有關，也與粉末加入增加了非均勻形核有一定關系。 3.ZA60合金的室溫抗拉強度固液混合鑄造最高(415Mpa)，半固態(tài)鑄造居中(360Mpa)，金屬型鑄造最低(285Mpa)，延伸率固液混合鑄造最高(6.0％)，半固態(tài)居中(3.5％)，金屬型最低(1.2％)。ZA60合金斷裂屬于脆性斷裂，金

5、屬型鑄造斷口具有明顯的解理斷裂特征，半固態(tài)鑄造和固液混合鑄造斷口上有解理臺階同時，也有少許撕裂棱，具有準解理斷裂的特征。 4.ZA60合金固液混合鑄造和半固態(tài)鑄造的高溫強度普遍低于金屬型鑄造的強度。在應變速率不變(6.67x10-5s-1)的情況下，隨著溫度的升高，高溫強度呈現(xiàn)下降的趨勢，在溫度不變(200℃)的情況下，高溫抗拉強度隨著應變速率的增大而增大。ZA60合金高溫拉伸斷口分析，金屬型鑄造斷裂方式屬于沿晶斷裂，半固態(tài)鑄造