高強(qiáng)鑄造合金ZL205A具有高強(qiáng)度,高韌性,低密度的優(yōu)點(diǎn),低壓鑄造也有著的易控制,鑄件組織致密,性能好,生產(chǎn)率較高的長(zhǎng)處,因此在航空、航天、軍工以及民用行業(yè)當(dāng)中得到了廣泛的應(yīng)用。但實(shí)際上低壓鑄造的鑄件依然可以檢測(cè)到大量縮松缺陷,有時(shí)比重力條件下的縮松缺陷更為嚴(yán)重,因此,采用振動(dòng)鑄造技術(shù),利用振動(dòng)傳輸去影響鑄件凝固過(guò)程進(jìn)而減少鑄件的縮松缺陷,提高鋁合金低壓鑄造件的致密度,對(duì)于提高低壓鑄造技術(shù)和鑄件的質(zhì)量具有重要的理論意義和實(shí)際價(jià)值。本文通過(guò)數(shù)值模擬確定了振動(dòng)傳輸對(duì)于鑄件凝固區(qū)的影響作用,并設(shè)計(jì)了凝固區(qū)多孔結(jié)構(gòu)的物理模擬實(shí)驗(yàn)以及凝固區(qū)熔體滲流的物理模擬實(shí)驗(yàn)進(jìn)行進(jìn)一步探究。通過(guò)不同粒度不同顏色的砂粒替代凝固結(jié)構(gòu)中的晶粒建立多孔介質(zhì)模型,采用微晶石蠟作為替代真實(shí)合金,模擬振動(dòng)傳輸對(duì)合金熔體凝固區(qū)域的多孔介質(zhì)結(jié)構(gòu)以及該結(jié)構(gòu)的滲流補(bǔ)縮的影響。研究表明:在低粘度高孔隙度下,機(jī)械振動(dòng)傳輸對(duì)于多孔結(jié)構(gòu)的影響效果較大,而對(duì)于孔隙度較低的致密區(qū)域,其影響作用較小。在一定溫度下,施加機(jī)械振動(dòng)傳輸能夠有效的促進(jìn)熔體在該區(qū)域的滲流情況。而在一定的溫度梯度下,在低溫區(qū)滲流補(bǔ)縮很難進(jìn)行,滲流補(bǔ)縮僅在高溫區(qū)內(nèi)發(fā)生。因此... 

【文章來(lái)源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

拋光面面積為10mm×10mm的鑄件的微觀結(jié)構(gòu)和缺陷圖

圖 1-1 拋光面面積為 10mm×10mm 的鑄件的微觀結(jié)構(gòu)和缺陷圖[13](a) 施加振動(dòng) (b) 不施加振動(dòng)2015 年，Popescu Mirela[15]等人研究了振動(dòng)條件下鋁基合金凝固的結(jié)構(gòu)通過(guò)改變振動(dòng)參數(shù)，對(duì)不同鋁基合金進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明：由于振動(dòng)增加了金與模具的熱交換，能夠有效減少凝固時(shí)間；同時(shí)提高了整體的導(dǎo)熱系數(shù)，冷卻速率增加；因此，由于振動(dòng)引起的熱條件改變，從而改善了合金共晶以金屬間化合物的復(fù)雜相和固態(tài)結(jié)構(gòu)。2017 年，Vadim Selivorstov[16]等人研究了振動(dòng)同變質(zhì)處理對(duì)鑄造 Al-Si 合的影響，通過(guò)直接在澆注過(guò)程施加振動(dòng)以及變質(zhì)處理后施加振動(dòng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，過(guò)分析得到：振動(dòng)對(duì)力學(xué)性能的影響存在峰值，會(huì)引起合金密度的改變，并化晶粒，改善組織；但高頻率的振動(dòng)會(huì)形成高孔隙率，進(jìn)而產(chǎn)生缺陷；從文鑄錠宏觀結(jié)構(gòu)圖圖 1-2 中，可以看到振動(dòng)對(duì)補(bǔ)縮有一定的影響，但由于文中有出示不施加振動(dòng)條件下的鑄錠圖，所以無(wú)法得到更加具體的變化。

模擬發(fā)現(xiàn)：當(dāng)超聲功率的提高時(shí)，合金的形核率明顯，相分布更為均勻，其晶粒的平均尺寸更與實(shí)際結(jié)果一致。Cang[29]在 FLUENT 求解器下，通過(guò)自定義函動(dòng)量方程中填加了體積力的計(jì)算函數(shù)，從而對(duì)于模擬，模擬數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)：在 1600℃恒溫之下，經(jīng)據(jù)主漩渦速率所決定的，其最高速率為 0.259m56mm；經(jīng)過(guò)處理后的鋼，其孔隙率有所降低，等用在鋼的凝固早期，得到的晶粒更為細(xì)化、鋼的量更優(yōu)。]等人通過(guò)粒子圖像測(cè)速技術(shù)，計(jì)算了超聲通過(guò)水據(jù)得到的結(jié)果建立了超聲聲流的唯像模型，并通在商業(yè) CFD 軟件中對(duì)模型進(jìn)行數(shù)值模擬，在鋁了計(jì)算，模擬數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)：在變幅桿頂端位置之外著其下降高度的增加而變慢的；聲流速度還根據(jù)


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