Al-V中间合金制备工艺研究

论文摘要

本文研究了熔炼温度、保温时间和冷却条件对Al-4V中间合金的组织影响。并在固定熔炼温度、保温时间下对Al-V中间合金的V含量进行成分展开,研究不同V含量对Al-V中间合金组织的影响。通过对比不同熔炼工艺、不同冷却速度、不同V含量下对Al-V中间合金的金相组织,并进行化学成分分析、扫描电镜分析、XRD分析和DSC分析,考察Al-V中间合金显微组织中各种相的组成、以及各个相在Al基体中的形态、尺寸大小和分布,并对其形成机理进行简要分析。从而最终确定Al-V中间合金的最佳制备工艺实验主要包括三部分的内容：（1）采取不同的制备工艺获得合适的组织。（2）成分调整合适组织并且将中间合金加入Al-Mg-Si合金中,确定其有效成分。（3）提高熔炼温度,进一步优化高温熔炼工艺。实验结果表明,Al-V中间合金的主要相组成为细小、弥散的Al3V和块状的Al10V化合物。熔炼过程中,进行多次机械搅拌,保温温度1050℃,保温10min,然后进行急冷凝固,可发使V完全溶于Al基体中,并可获得比较弥散的组织。当V含量在低于2%时,Al3V相消失而得到AlioV相：将炼制好的Al-V中中间合金加入Al-Mg-Si合金后,确定Al3V为在铝合金常规熔炼温度下可溶解的有效相,而Al10V则易偏聚并形成稳定的粗大化合物。高温熔炼条件（≥1200℃）有利于获得更加弥散的Al3V相。但是过高的熔炼温度易导致模具金属熔入合金从而增加杂质含量。同时过高的熔炼温度和过长的保温时间将导致合金严重烧损。综上所述,比较合适Al-V中间合金熔炼工艺为在1200℃下保温时间为5分钟后急冷凝固。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 钒的概述
• 1.1.1 钒的发现、存在与分布
• 1.1.2 钒的物理化学性质
• 1.1.3 钒的提炼方法
• 1.1.4 钒的应用与发展
• 1.2 中间合金
• 1.2.1 中间合金的定义
• 1.2.2 中间合金的质量要求与控制途径
• 1.2.3 合金用中间合金的分类
• 1.2.4 中间合金的生产方法
• 1.2.5 中间合金的应用与发展
• 1.2.6 国外专利技术
• 1.3 本文研究的选题依据及研究的主要内容
• 第2章 实验方案、材料及设备
• 2.1 实验方案
• 2.2 实验材料
• 2.3 实验设备
• 2.3.1 中频感应炉
• 2.3.2 高温测温仪
• 2.3.3 搅拌装置
• 2.3.4 冷却设备
• 2.3.5 金相（OM）组织分析
• 2.3.6 扫描电子显微镜（SEM）
• 2.3.7 X射线衍射物相（XRD）分析
• 2.3.8 示差扫描量热（DSC）分析
• 2.4 实验方法
• 2.4.1 原料的准备
• 2.4.2 Al-V·中间合金的熔炼
• 2.4.3 熔炼参数及试样编号
• 第3章 制备工艺对合金组织的影响
• 3.1 合金化学成分分析
• 3.2 合金的XRD分析
• 3.3 合金扫描电镜分析
• 3.4 合金的DSC分析
• 3.5 不同保温时间对合金组织的影响
• 3.6 不同保温温度对合金组织的影响
• 3.7 不同冷却速度对合金组织的影响
• 3.8 影响Al-V中间合金的因素
• 3.8.1 熔炼温度
• 3.8.2 熔炼时间
• 3.8.3 冷却速度
• 3.8.4 搅拌
• 3.9 本章小结
• 第4章 成分调整对合金组织的影响
• 4.1 Al-V成分调整合金组织
• 4.2 低含量V中间合金XRD分析
• 4.3 低含量V中间合金SEM分析
• 4.4 V元素加入Al-Mg-Si合金后形态分析
• 4.5 本章小结
• 第5章 高温条件下合金制备工艺优化
• 5.1 合金化学成分分析
• 5.2 合金的XRD分析
• 5.2.1 1200℃温度下的结果
• 5.2.2 1300℃温度下的结果
• 5.2.3 1400℃温度下的结果
• 5.3 不同保温时间影响
• 5.4 不同保温温度影响
• 5.5 不同冷却方式影响
• 5.6 本章小结
• 第6章 结论
• 参考文献
• 致谢