鋁合金流變鑄造組織三維重構及空間結構表征.pdf

1、本文采用LSPSF半固態(tài)漿料制備工藝及其裝置，并設置了三個不同的輸送管轉速（分別為60rpm、90rpm、120rpm），制備了三種不同工藝條件的A356鋁合金半固態(tài)漿料，在605℃時取樣水淬獲得原始樣品。對樣品的微觀組織進行觀察，并進行二維金相定量分析，將初生α-A1相和共晶相進行三維重構并進行定量研究。
　　 通過觀察A356鋁合金流變鑄造二維微觀組織，并通過二維金相定量分析，可知:當輸送管轉速為60rpm時初生相大部分為近

2、球晶，也出現了較多的薔薇狀晶粒，且分布不均勻，固相分數為54％，形狀因子為0.64，平均等效圓直徑為80.7μm;當輸送管轉速為90rpm時初生相基本為近球晶，晶粒圓整度高，且分布均勻，固相分數為58％，形狀因子為0.86，平均等效圓直徑為72.3μm;當輸送管轉速為120rpm時初生相主要為近球晶，但也出現了部分不規(guī)則的晶粒，固相分數為574％，形狀因子為0.79，平均等效圓直徑為77.1μm。說明當輸送管轉速為90rpm時是最佳的工

3、藝參數。
　　 通過對A356鋁合金流變鑄造組織中初生相和共晶相進行三維重構，獲得了初生相和共晶相的三維形貌和空間分布特征，從三維形貌可以清楚的看到晶粒之間的咬合關系和空間位置，這是二維金相圖中無法獲取的信息。通過定量研究可知:當輸送管轉速為60rpm時的固相分數為69.3％，形狀因子為0.58，平均當量直徑為103.7μm;當輸送管轉速為90rpm時的固相分數為70.5％，形狀因子為0.81，平均當量直徑為92.4μm;當輸送

4、管轉速為120rpm時的固相分數為71.2％，形狀因子為0.72，平均當量直徑為95.7μm。所以90rpm為最佳的工藝參數，這與二維的研究結果相符，但固相分數比二維分析結構有所提高，形狀因子有所下降，當量直徑有所增大，這主要是由于三維測量的是較精準的實際信息，這說明了三維定量分析更接近晶粒的真實信息。
　　 重構了半固態(tài)漿料中三種比較典型的晶粒:薔薇狀晶粒、近球晶及橢球晶。獲得了它們的三維空間結構及定量表征，體積依次為1740

5、040μm3、514871μm3、931694μm3，表面積依次為95205μm2、33080μm2、48409μm2。形狀因子依次為0.40、0.86、0.83，當量直徑依次為149.3μm、99.5μm、121.2μm。三種晶粒形狀因子的差別剛好印證了形狀因子的計算準確性和可靠性。
　　 通過A356三維空間形貌分析了半固態(tài)漿料的流變性能，初生相的形貌及其分布狀況大大改善了液相的流動狀況，使得金屬在較高的固相分數下依然具有良