凝固条件对ZL208合金组织与力学性能影响--《哈尔滨工业大学》2015年硕士论文
凝固条件对ZL208合金组织与力学性能影响
【摘要】：本文利用树脂砂造型在重力下浇注了板形件,系统的研究了壁厚、冷铁、浇注温度对ZL208合金铸态及热处理态组织和力学性能的影响。利用Olympus光学显微镜和FEI Sirion型扫描电镜对不同凝固条件下的ZL208合金的微观组织进行观察,发现ZL208合金铸态组织为树枝晶,第二相为网状或骨架状结构;经热处理后其组织变得粗大,第二相分布更加均匀。减小壁厚、采用冷铁、降低浇注温度均会使ZL208合金铸态组织细化,二次枝晶间距和第二相的尺寸减小,尤其是720℃有冷铁浇注ZL208合金件,当壁厚由20mm减至10mm时,其二次枝晶间距减小了37.88%。减小壁厚、采用冷铁、降低浇注温度均会使热处理态(T6)ZL208合金二次枝晶间距减小,第二相体积分数增大,720℃有冷铁浇注20mm厚ZL208合金件与无冷铁相比,合金第二相体积分数增大了102.92%。研究表明,减小壁厚、采用冷铁、降低浇注温度都会使铸态及热处理态(T6)ZL208合金室温抗拉强度、延伸率以及屈服强度得到一定程度的提高,尤其对室温延伸率的提高非常显著,当壁厚由20mm减至10mm时,750℃有冷铁浇注ZL208件的铸态室温延伸率提高了105.4%;750℃有冷铁浇注20mm厚ZL208合金件的热处理态室温延伸率与无冷铁相比,提高了183.70%。随壁厚的减小,ZL208合金热处理态(T6)的300℃高温抗拉强度增大,当壁厚由20mm减至10mm时,750℃有冷铁浇注ZL208合金件的高温抗拉强度增大了10.30%;同时其高温断后伸长率得到较大的提高。采用冷铁对热处理态(T6)ZL208合金的高温抗拉强度和屈服强度的影响较小,但可显著提高其高温断后伸长率。ZL208合金铸态和T6热处理态室温拉伸断裂都为解理断裂,T6热处理后300℃高温拉伸断裂为韧性断裂。
【关键词】：
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学【学位级别】：硕士【学位授予年份】：2015【分类号】：TG146.21【目录】：
摘要4-5Abstract5-9第1章 绪论9-20 1.1 课题背景及研究的目的和意义9-10 1.2 在ZL208 合金中各元素的作用10-11 1.3 凝固条件对合金组织和力学性能的影响11-17
1.3.1 冷铁的影响11-13
1.3.2 板件壁厚的影响13-14
1.3.3 浇注温度的影响14-17 1.4 热处理对Al-Cu系合金组织和力学性能的影响17-19 1.5 研究内容19-20第2章 实验材料及实验方法20-27 2.1 实验材料20
2.1.1 纯铝20
2.1.2 中间合金的制备20 2.2 熔配工艺20-21 2.3 浇注21-23
2.3.1 造型21-22
2.3.2 浇注板件22-23 2.4 试样的制备23-25
2.4.1 试样的选取23-24
2.4.2 金相试样的制备24
2.4.3 拉伸试样的制备24-25 2.5 实验设备和辅助工具25 2.6 实验研究方法25-27第3章 凝固条件对ZL208 合金铸态组织和力学性能的影响27-50 3.1 引言27 3.2 壁厚对ZL208 合金铸态组织和力学性能的影响27-36
3.2.1 壁厚对ZL208 合金铸态组织的影响27-33
3.2.2 壁厚对铸态ZL208 力学性能的影响33-36 3.3 冷铁对ZL208 合金铸态组织和力学性能的影响36-45
3.3.1 冷铁对ZL208 合金铸态组织的影响36-42
3.3.2 冷铁对铸态ZL208 合金力学性能的影响42-45 3.4 浇注温度对ZL208 合金铸态组织和力学性能的影响45-48
3.4.1 浇注温度对ZL208 合金铸态组织的影响45-46
3.4.2 浇注温度对铸态ZL208 力学性能的影响46-48 3.5 本章小结48-50第4章 热处理对不同凝固条件ZL208 合金组织和力学性能的影响50-73 4.1 引言50 4.2 热处理工艺的确定50 4.3 热处理对不同壁厚ZL208 合金组织和力学性能的影响50-59
4.3.1 热处理对不同壁厚ZL208 合金组织的影响50-53
4.3.2 热处理对不同壁厚ZL208 合金力学性能的影响53-59 4.4 热处理对不同冷铁浇注ZL208 合金组织和力学性能的影响59-67
4.4.1 热处理对不同冷铁浇注ZL208 合金组织的影响59-61
4.4.2 热处理对不同冷铁浇注ZL208 合金力学性能的影响61-67 4.5 热处理对不同温度浇注ZL208 合金组织和力学性能的影响67-71
4.5.1 热处理对不同温度浇注ZL208 合金组织的影响67-68
4.5.2 热处理对不同温度浇注ZL208 合金力学性能的影响68-71 4.6 本章小结71-73结论73-74参考文献74-79致谢79
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大截面高铬铸铁衬板热处理
作者单位：
沈阳重型机械集团公司热处理厂,沈阳,110025
母体文献：
十四省市热处理协作网第八届学术信息交流会论文集
会议名称：
十四省市热处理协作网第八届学术信息交流会
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万方数据电子出版社稀土镁球铁大型铸件的热处理--《金属热处理》1991年09期
稀土镁球铁大型铸件的热处理
【摘要】：正 穿孔模是生产无缝钢管的重要工具之一,属厚大铸件(成品的最大壁厚达155.5mm,总重3.05t)。由于服役条件恶劣,对材料的耐磨性、抗断裂性有较高的要求。过去,我厂的穿孔模生产一直是采用42CrMo铸钢(类似于引进成套设备时图纸上标注的匈牙利钢号),虽然实现了国产化,但在使用中存在粘钢、脱模困难等问题,需专人往模内加送石墨粉,不仅严重污染环境,而且加大了工人的劳动强度,同时也影响正常生产进度和钢管产品质量。稀土镁球墨铸铁的研究与应用,自五十
【作者单位】：
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穿孔模是生产无缝钢管的重要工具之一,属厚大铸件(成品的最大壁厚达155.5In。,总重3.O5t)。由于服役条件恶劣,对材料的耐磨性、抗断裂性有较高的要求。过去,我厂的穿孔模生产一直是采用“CrM。铸钢(类似于引进成套设备时图纸上标注的匈牙利钢号),虽然实现了国产化,但在使用中
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京公网安备75号大截面球铁曲轴的热处理--《江苏机械》1976年02期
大截面球铁曲轴的热处理
【摘要】：正 一、前言我厂试制12V 180型高速柴油机,功率为1350匹马力,由于设备条件所限,不能采用合金钢整体锻造曲轴,只能采用球铁整体曲轴。因工业需要,柴油机功率由原来1000匹马力提高到1350匹马力,这样就要求曲轴由原来分段变为整体,另外要求热处理工艺在保证有一定塑性,韧性的条件下尽可能提高强度。成品曲轴尺寸长1994mm,主轴颈Φ160mm,连杆颈Φ140mm,热处理毛坯总长2534mm,最大直径Φ190mm,简图
【作者单位】：
【关键词】：
【正文快照】：
一、月U言 我厂试制12 V 180型高速柴油机,功率为1350匹马力,由于设备条件所限,不能采用合金钢整体锻造曲轴,只能采用球铁整体曲轴。因工业需要,柴油机功率由原来1000匹马力提高到135。匹马力,这样就要求曲轴由原来分段变为整体,另外要求热处理工艺在保证有一定塑性,韧性的条
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京公网安备75号国产差厚板回弹性能的研究与典型零件数值模拟--《长春工业大学》2016年硕士论文
国产差厚板回弹性能的研究与典型零件数值模拟
【摘要】：轧制差厚板(TRB Tailor Rolled Blank)冲压成形的汽车覆盖件具有良好的刚性和强度,能够提高汽车的承载能力,实现汽车减重。为了推动冷轧差厚板在汽车车身上的应用,本文以国产差厚板HC260LA为研究对象,并制定不同热处理方案对钢板进行处理,通过理论分析和微观组织观察结合数值分析的方法对轧制差厚板弯曲回弹性能进行了研究。采用金相显微镜、扫描电镜、能谱分析等设备对钢板进行组织和相分析,并对钢板进行硬度和拉伸力学性能测试,结合理论分析钢板的回弹性能,通过有限元模拟对理论分析结果进行验证,本论文的研究结果表明:(1)由于轧制作用,钢板块状铁素体沿轧制方向被拉长,晶粒呈纤维状,晶粒大小不均匀,钢板的强度大塑性低,容易产生较大回弹,采用ANSYS Workbench14.5模拟软件对国产HC260LA钢板U形件的冲压过程进行了模拟,分析钢板的应力应变分布情况及钢板的回弹量。分析结果显示:U形件的最大回弹值位于冲压圆角处,板料厚侧最大回弹值为3.5°,薄侧最大回弹值为4.1°。(2)为了优化国产HC260LA变厚度钢板的成形性能,对钢板进行了不同方案热处理,观察钢板的组织,测定相关力学性能,理论上分析钢板的回弹性能,运用ANSYS Workbench14.5模拟软件对热处理后钢板U形件的冲压成形过程进行模拟,观察热处理后钢板的应力应变分布及回弹量。所得结果显示:钢板加热到960℃保温2h水冷再加热到700℃保温3h空冷重结晶后差厚板组织更均匀,碳化物呈弥散分布,钢板强度下降塑性增强,有利于成形,其屈服强度为252MPa,弹性模量为208GPa,抗拉强度为405MPa,模拟得出U形件的回弹量变小,且整体回弹值较均匀,厚侧最大回弹值为3.4°,薄侧最大回弹值为3.7°;将钢板840℃保温3h水冷处理钢板其屈服强度为365MPa,弹性模量为192GPa,抗拉强度为435MPa,厚侧最大回弹值为3.8°,薄侧最大回弹值为4.3°,弯曲圆角处应力分布较集中,分析对比得出经热处理方案1处理后钢板的成形性能得到优化,对理论分析进行了验证。(3)采用ANSYS/LS-DYNA对优化方案所得参数在典型汽车零件汽车前纵梁的成形过程进行仿真,模拟成形后的变薄率、回弹量及应力分布情况。模拟结果显示:零件冲压后最大减薄率为30%,最大回弹量为3.48°。
【关键词】：
【学位授予单位】：长春工业大学【学位级别】：硕士【学位授予年份】：2016【分类号】：TG335.5;TG162.83【目录】：
摘要3-4Abstract4-9第一章 绪论9-26 1.1 本文的研究背景及研究意义9-10
1.1.1 研究背景9-10
1.1.2 研究意义10 1.2 激光拼焊板10-12
1.2.1 激光拼焊板简介10-11
1.2.2 激光拼焊板技术特点11
1.2.3 激光拼焊板在车身制造中的应用11-12 1.3 轧制差厚板介绍12-17
1.3.1 轧制差厚板的出现背景12-14
1.3.2 轧制差厚板的生产工艺14-16
1.3.3 轧制差厚板的应用16
1.3.4 轧制差厚板与激光拼焊板的比较16-17 1.4 轧制差厚板弯曲回弹的分析17-20
1.4.1 弯曲回弹的定义及特点17-19
1.4.2 弯曲回弹机理19-20 1.5 数值模拟20-24
1.5.1 数值模拟技术的发展概况20-22
1.5.2 有限元分析程序说明及其一般步骤22-23
1.5.3 有限元分析法在弯曲回弹研究中的应用23-24 1.6 本文研究目的及内容24-26第二章 实验材料以及实验研究方法26-30 2.1 实验材料26 2.2 对国产HC260LA差厚板的热处理方案26-27 2.3 钢板微观组织及成分分析27-28
2.3.1 金相组织观察实验27
2.3.2 扫描电镜的观察实验27-28 2.4 力学性能测试28-30
2.4.1 拉伸实验28-29
2.4.2 硬度测试29-30第三章 国产差厚板HC260LA及热处理后钢板回弹性能分析30-39 3.1 引言30 3.2 轧制差厚板拉伸过程的力学解析30-31 3.3 热处理后钢板回弹性能分析31-39
3.3.1 由拉伸试验分析热处理前后钢板的回弹性能31-33
3.3.2 从维氏硬度值分析热处理前后钢板的回弹性能33-34
3.3.3 从微观组织分析热处理前后钢板的回弹性能34-37
3.3.4 热处理后钢板的能谱分析37-39第四章 基于数值模拟的热处理前后钢板回弹性能分析39-51 4.1 引言39 4.2 弯曲回弹分析理论介绍及ANSYS弯曲回弹分析步骤39-41
4.2.1 弯曲成形回弹值的计算方法39-40
4.2.2 ANSYS分析弯曲回弹的步骤40
4.2.3 影响弯曲回弹的数值仿真精度的因素40-41 4.3 仿真结果分析41-42
4.3.1 凸凹模间隙对差厚板回弹的影响41
4.3.2 摩擦系数对差厚板回弹的影响41-42 4.4 HC260LA钢板U形件弯曲回弹数值分析42-45
4.4.1 轧制钢板U型件弯曲回弹问题描述42-43
4.4.2 冲压模型的建立与网格划分43-44
4.4.3 结果分析44-45 4.5 不同热处理方案处理后钢板U形件的回弹模拟45-50
4.5.1 ANSYS分析不同钢板弯曲回弹载荷施加45
4.5.2 仿真结果分析45-48
4.5.3 钢板的成形性能分析48-50 4.6 模拟结果分析50-51第五章 变厚度汽车前纵梁成形回弹的数值模拟51-57 5.1 引言51 5.2 汽车前纵梁成形过程设置51-55
5.2.1 材料尺寸和属性的定义51-52
5.2.2 接触定义52
5.2.3 前纵梁初始板料及成形后网格分部情况52
5.2.4 加载及约束52-55 5.3 变厚度前纵梁冲压成形的应变分布及弯曲回弹55-56 5.4 模拟结果分析56-57第六章 结论57-58致谢58-59参考文献59-63作者简介63攻读学位期间的研究成果63
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