AlFeVSi耐热铝合金喷射沉积工艺分析与研究.pdf

中南大学
硕士学位论文
AlFeVSi耐热铝合金喷射沉积工艺分析与研究
姓名:詹孝军
申请学位级别:硕士
专业:材料学
指导教师:黎文献
20050101
摘要快速凝固耐热铝合金是一种高比强、高比刚、热稳定性好的轻质材料。本论文对腿嚷梁辖鹋缟涑粱ひ战辛朔治鲇胙芯浚饕对提高快速凝固耐热铝合金的冷却速率进行了分析与研究。通过对喷嘴结构及布局的流体动力学分析,连续雾化工艺的理想条件是在导液管出口附近存在一个亚大气压的区域。本实验采用变矩螺旋输送机对粉末进行连续均匀给料,并用压送式气力输送系统对粉末进行输送,管道中的粉末输送采用顺重力场方式,减小了颗粒的团聚,提高了粉末输送的均匀性。随后过喷粉末悬浮流从喷嘴气流出口射进熔体中。实验结果表明:过喷粉末的植入,提高了喷射沉积工艺的冷却速度,并显著地提高了制备材料的力学性能。在一定的加入量范围内,随着过喷粉末的增加冷却速度不断提高。采用本实验方法制备的绶勰┰銮辖鸬那慷为咏搅髦霧合金的强度,而且该合金的塑性比平流铸造辖鸬乃苄砸8摺关键词辖穑缟涑粱κ渌停绶勰
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第一章文献综述引言高飞行速度,航空航天用飞行器要求使用密度低、比强度高、比刚度高、耐热耐蚀性能优良的结构材料。传统的铸造铝合金鏏和高强快速凝固耐热铝合金的研究始于世纪年代,随后各发达国家相继在这快速凝固制备技术生产效率高,比较容易实现工业化大规模生产,这是机械应在于:溶质的分配偏离平衡较远,偏析形成的倾向减小,成分容易实现均匀化:微组织Я#Ъ暗诙嘀实细化;抑制了块状,针状平衡相的析出,改变要有雾化技术、模冷技术、表面熔化与沉积技术等峭急冷态的初级产物至少在一维或以上的尺寸极小,多为粉末、细丝、薄带等。为术是结合在一起的,称为快速凝固一粉末冶金狿技术。广泛用于制备大随着现代科学技术的迅猛发展,发达国家及一些发展中国家在航天航空等领域竞争十分激烈,对材料的服役性能提出了越来越高的要求。为了减轻自重和提度变形铝合金均难以满足这些要求。采用快速凝固技术得到的耐热铝合金在极大的程度上满足了如上的要求【】,引起了世界上各个发达国家的普遍关注。一领域进行了研究和开发,得到了许多性能优良的合金系列。目前,它们多以一、—、.为基,再适当添加一些、、等具有极小平衡极限固溶度和固态扩散系数的过渡族元素,通过快速凝固技术产生过饱和固溶体,在随后的热加工过程中,使过饱和固溶体脱溶,析出体积分数高达%.%细小弥散的亚稳强化相,阻止或延缓晶界的迁移。因而这类合金具有优良的高、室温强度和耐热性能,~般可以在℃甚至更高的温度里稳定使用。合金化不能比拟的。同时,在基体中存在较多的亚稳强化相。快速凝固的亚稳效发生固溶度非平衡扩展,溶质在基体固溶度增大,形成亚稳的过饱和固溶体;显了析出相的成分;产生了亚稳相,甚至准晶、非晶。目前实现快速凝固的方法主自从美国加利福尼亚理工学院瓺教授于年用液态喷射淬火方法获得了快速凝固—非晶以后一焖倌汤砺塾爰际醯玫搅搜杆俜⒄埂为了获得理想的快速凝固典型组织,冷却速率必须较大,一般高达/了获得结构件,需把这些初级产物固结成型。因此,快速凝固技术与粉末冶金技块微晶、准晶、非晶材料。然而,快速凝固一粉末冶金技术工艺复杂,成本较高,坯件容易氧化、吸气和污染,大尺寸的粉末坯件热挤压成形也很困难。因此,研中南大学硕士论文
善嚣鎏一茎篓豪一等薹篓一专可巍桀尝罢嚣盘÷海阂金一。一一一一一。。。。。。灰快速凝固耐热铝合金的研究状况及其应用琕嚷【】近年来,喷射沉积工艺不断成熟和完善,成为许多的高性能新型材料制备方快速凝固粉末冶金坯件与喷射沉积坯件在成型加工时,必须保证粉体接近完全致密,同时要防止亚稳组织破坏或粗化,发生有害转变。因此,快速凝固耐热架、火箭壳体、导弹尾翼、航空发动机的叶片等来研制的。对于飞机航空发动机的结构件,要求在媸北A小时的情况下,室温、高温性能几乎没有三十年来,世界上各发达国家对快速凝固耐热铝合金非常关注。研究开发的机构主要有美国的究人员不断探索快速凝固的近终形技术,喷射沉积技术作为一种半固态近终形加工技术,与半固态加工、薄板坯铸轧一起被誉为二十~世纪材料制备工艺发展的三大技术【琹浚甘芄谕庋芯空叩那囗⒈怀莆!拔蠢床牧现票讣际踔恰薄法,快速凝固耐热铝合金就是其中很典型的一种。铝合金的成型加工工艺必须仔细控制。世纪年代,美国军方希望开发出一种在℃踔粮范围内替代钛合金在飞行器上使用的轻质结构材料,以减轻负载,降低成本及提高性能。因此,快速凝固耐热铝合金被提上了研究日程。在很长的一段时间里,它主要作为航天航空用飞行器的耐热部件,如飞机骨变化;火箭、导弹由于飞行时间短,速度快,表面驻点温度达℃,要求具有更高的高温短时强度。荆⒐腁、公司,日本的荆砺匏沟哪K箍平