铝合金中夹杂物研究

论文摘要

本文通过使用光学金相显微镜、扫描电子显微镜（SEM）、能谱分析仪（EDS）等对纯铝添加铝屑的凝固组织及夹杂物形态、含量进行了分析;同时对ZL102、ZL114、ZA27、55Al-Zn-1.6Si等合金熔炼浇注后炉壁不同部位的残留物进行夹杂物分析;在夹杂物含量分析的基础上对纯铝添加铝屑的组织进行电化学性能试验研究;在HWDM-3型硬度仪上测量合金的维氏硬度,测试不同夹杂物含量对合金延展性及拉伸性能的影响,考察夹杂物含量变化对力学性能的影响。获得如下的主要结果:（1）铝合金熔炼浇注后,熔炼炉壁不同部位残留物中含有大量夹杂物,这些夹杂物形状不规则,尺寸大小不一。夹杂物大部分以团簇状或片状存在于晶界及合金组织的局部区域;炉壁残留物凝固组织中存有大量的显微缩松或孔洞。（2）采用动电位扫描、线性极化测定纯铝添加铝屑试样的Ek、Rp、Icorr等电化学参数,电化学试验结果表明随着合金中铝屑添加量的增加（即合金中夹杂物含量增加）,试验材料的自腐蚀电位逐渐向负向移动,电流密度呈增大趋势,塔菲尔曲线右移,极化电阻降低。（3）宏观断口法分析及夹杂物图像定量分析都表明,纯铝中随着铝屑添加（0%、20%、40%、60%、80%、100%）量的增加,合金中夹杂物含量增加且聚集成团簇状,显微组织中的疏松或孔洞也增加。（4）力学性能试验结果表明,合金的硬度随铝屑添加量增加而增加,但合金的延展性及拉伸强度降低,特别是拉伸延伸率降低较快。（5）对表征合金腐蚀速率的电流密度和夹杂物图像分析结果进行比较分析,表明合金中夹杂物含量与电化学特征参数之间存在较强的相关性。由此推出:可以采用电化学分析方法来检测铝合金中的夹杂物含量。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 铝合金熔体中的氢
• 1.2 铝及铝合金中的氢致缺陷
• 1.3 铝合金熔体中的夹杂物
• 1.4 夹杂物及气体缺陷对材料组织性能的危害
• 1.5 铝合金熔体中氢与夹杂的相互作用机制
• 1.6 铝合金熔体净化处理技术的发展现状
• 1.6.1 净化的概念
• 1.6.2 吸附法净化铝合金熔体
• 1.6.3 非吸附法净化铝合金熔体
• 1.6.4 复合法净化铝合金熔体
• 1.7 铝合金熔体净化效果检测技术及发展现状
• 1.7.1 测氢原理及方法
• 1.7.2 夹杂物的检测方法分析
• 1.8 本课题研究的目的、内容及意义
• 1.8.1 研究的目的
• 1.8.2 研究的内容
• 1.8.3 研究的意义
• 第二章 试验方法
• 2.1 试验材料
• 2.2 试验样品制备
• 2.3 夹杂物的显微分析试验
• 2.4 电化学参数的测定
• 2.4.1 电化学实验设备及原理
• 2.4.2 电化学实验具体操作
• 2.5 夹杂物含量的测定
• 2.6 夹杂物对材料力学性能影响试验
• 第三章 试验结果与分析
• 3.1 夹杂物的显微分析
• 3.1.1 夹杂物的光学显微分析
• 3.1.2 夹杂物的能谱分析
• 3.1.3 熔炼炉壁不同部位的残留物分析
• 3.2 电化学测定结果分析
• 3.3 金相法测定结果分析
• 3.4 断口宏观分析法测定结果分析
• 3.5 夹杂物对合金材料性能的影响分析
• 第四章 讨论
• 4.1 合金中的夹杂物讨论
• 4.1.1 合金组织中的夹杂物的形态
• 4.1.2 合金组织中的夹杂物对性能的影响
• 4.2 夹杂物含量与电化学参数的关系
• 第五章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表论文情况