鑄件微觀組織結構三維重構技術研究.pdf

1、在材料科學的研究中,科學的定量表征和實驗觀察一直是材料三維微觀結構形態(tài)研究的核心問題。而三維重構是顯示三維結構最基本的方法，提供全面真實而準確的三維空間組織信息。通過工藝來控制材料成形過程，從而控制得到所需要的微觀結構，是科研工作者的研究目標。
　　本研究提出了本實驗室中基于連續(xù)切片法三維重構基本操作流程，及三維組織定量表征分析方法。運用三維重構方法，重構獲得不同工藝條件下鑄件的三維微觀組織，并進行定量表征分析。通過對實驗產品中各

2、鑄件內初生相組織和共晶相組織進行三維重構，開辟了在三維的基礎上對鑄件進行定量表征和研究分析的新方法，這對流變成形工藝有著實際指導意義。
　　重構結果分析表明，三維和二維形貌的微觀組織所反映的數據信息有很大不同。重構得到在液態(tài)鑄造工藝條件下A356鋁合金三維枝晶組織，測得某單個枝晶組織中相鄰二次枝晶間距約23.94μm，一次枝晶主軸長338.58μm，兩個二次枝晶夾角約29.63°。對半固態(tài)鑄造條件下A356鋁合金中單個橢球晶進行三

3、維重構，測得橢球晶的長軸為91.29μm，短軸為72.19μm，橢球晶的表面積S=21618.01μm2，而體積V=285457.52μm3，平均球徑D=81.71μm，經過計算球整度 F=0.91。重構液態(tài)輪轂壓鑄件中單個枝晶組織，其總體積約為V=11115861.13μm3，實體總表面積S=1219573.59μm2。重構得到鑄件中縮孔缺陷的內空腔三維實體形貌，經測量得內空腔表面積為2705.81μm2，裹氣容量約為9749.71μ

4、m3?？s孔內空腔中有很多針尖狀的凸起和凹槽，表面并不光滑。所重構的半固態(tài)壓鑄件中初生相總體積約為178274564.33μm3，整個實體總體積約為236044691μm3，經計算得固相分數F為0.76。對初生相的局部區(qū)域進行三維重構，發(fā)現初生相近球晶之間大部分互相融合連接在一起。利用剖切功能得到各種剖切視圖，對所需要研究的區(qū)域進行更加細致化的研究。在透明模式下觀察研究初生相微觀組織結構的三維實體形貌更加方便明了，甚至可以在組織內部進行三