【正文】 ..............................8四、實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析 ................................................................................16 金屬型試樣實(shí)驗(yàn)結(jié)果 ......................................................................................................................................16 砂型試樣實(shí)驗(yàn)結(jié)果 ..........................................................................................................................................18五、實(shí)驗(yàn)結(jié)論 ............................................................................................20 實(shí)驗(yàn)結(jié)論 ..........................................................................................................................................................20 ZL205A 鋁合金的熱處理效果 .......................................................................................................................21 ZL205A 鋁合金的發(fā)展現(xiàn)狀 ...........................................................................................................................21參考文獻(xiàn) ....................................................................................................22西南大學(xué)本科畢業(yè)論文2一、概 述隨著人類物質(zhì)文明發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步，材料成為科學(xué)技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)，其發(fā)展推動(dòng)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，如今生活中處處離不開材料，各種高性能的材料越來越多的出現(xiàn)在我們的身邊，為我們帶來了各種各樣的便利，沒有符合各種要求的金屬材料，近代文明的出現(xiàn)和發(fā)展根本是不可能的。關(guān)鍵詞：ZL205A；鋁合金；鑄造；熱處理；組織西南大學(xué)本科畢業(yè)論文2The Heat Treatment and Microstructure of ZL205A Cast Aluminum AlloyAbstract: The metal alloy is playing a more and important role in normal life, research and aviation .It has a huge advantage for with the good performance and plete ponents so that it has high strength, plastic and so on. It has a high economic value. This paper will do some research about process on zl205a. Through the sand casting and heat treatment on the ZL205A aluminum alloy, we got the test sample to watch the features. During the whole experiment, we learned the procedure of the sand casting and had a better understanding of the heat treatment, and analyzing the data, we can find that we can get better physical performance and anizational ponents and improve the mechanical properties by heat treatment.Key words: ZL205A。本文主要對 ZL205A 鋁合金進(jìn)行了一定的工藝處理，包括砂型鑄造成型，熱處理。 本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）題 目 ZL205A 鑄造鋁合金的熱處理和組織學(xué) 院 材料科學(xué)與工程專 業(yè) 材料物理 年 級 2022 級學(xué) 號 222022319012029姓 名 指 導(dǎo) 教 師 成 績 2022 年 5 月 6 日ZL205A 鑄造鋁合金的熱處理和組織1ZL205A 鑄造鋁合金的熱處理和組織摘 要：金屬合金材料如今在生活，科研，航空等已經(jīng)得到了越來越多的重視。獲得樣品后進(jìn)行打磨，再觀察其組織特征以及測量其力學(xué)性能。 Aluminum alloy。金屬材料作為材料的一個(gè)重要分支，通常分為黑色金屬、有色金屬和特種金屬材料三類。高強(qiáng)度鑄造合金是材料領(lǐng)域內(nèi)有著優(yōu)良性能的材料分支，與其他金屬材料相比，具有強(qiáng)度高，加強(qiáng)對該合金的研究與應(yīng)用，可以拓展合金的使用范圍，滿足人類在很多特殊領(lǐng)域，尖端科技滿上的要求。在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中，全面、正確的掌握砂型鑄造和熱處理的工藝的設(shè)計(jì)以及親手參與所有步驟的操作。了解鑄造工藝和熱處理工藝的原理和過程，了解其的發(fā)展前景。由于鋁的資源豐富，并且加上高強(qiáng)鋁合金的一些優(yōu)良特點(diǎn)如：很高的強(qiáng)度、加工性能好及焊接性能良好等特點(diǎn)，其在航空、航天及其民用領(lǐng)域，鋁合金都得到了廣泛的應(yīng)用，其中鑄造鋁合金在航空領(lǐng)域中使用較多，主要作為結(jié)構(gòu)材料使用。 T5 狀態(tài)下綜合力學(xué)性能最好，也具有很高的強(qiáng)度。鑄造的過程中，該合金容易產(chǎn)生鑄造缺陷，如：空洞，裂紋等等。 ZL205A 合金的化學(xué)成分 ZI205A 合金的化學(xué)成分復(fù)雜，Cu 和 Al 為主要成分，Cu 含量為 ~ ，除此之外，還有 Ti, Mn, Cd, Zr, B, V,等元素，還有微量的 Fe , Si , Mg 和其他的雜質(zhì)元素。Ti, Cd, Zr, B, V 等元素能細(xì)化晶粒，提高合金的強(qiáng)度和力學(xué)性能。特種鑄造又可以分為：金屬型鑄造，熔模鑄造，壓力鑄造，離心鑄造，連續(xù)鑄造。澆注位置是指澆注時(shí)鑄件在鑄型中的位置，確定澆注位置以保證鑄件的質(zhì)量，同時(shí)簡化造型和工藝。其中澆注口應(yīng)當(dāng)合適，豎直澆道的位置應(yīng)該盡量在中間。本實(shí)驗(yàn)中采用的是粘土濕砂型。制成的砂型要具有一定的強(qiáng)度，在搬運(yùn)、合型及澆注液態(tài)金屬時(shí)不致變形或損壞。手工造型的最大的優(yōu)點(diǎn)是操作零件模型型砂型芯盒鑄型型芯合箱澆注 鑄件西南大學(xué)本科畢業(yè)論文6靈活，實(shí)驗(yàn)中造型是由幾個(gè)人一起完成的，由于手工造型對工藝裝備要求簡單，因此準(zhǔn)備的時(shí)間并不多，同時(shí)上手很快，幾乎在很段的時(shí)間內(nèi)，就可以完成造型的工作。 3）熔鑄將合金放入熔爐中，升溫到 700℃，帶合金熔成液體后，保溫。 冷卻一定時(shí)間后，開箱，取出砂型鑄件。金屬型鑄造的工藝過程：如圖：預(yù)熱鑄型上涂料下芯合型 澆注 開型取鑄件 清理檢驗(yàn)冷卻、上涂料制造型芯 熔煉合金ZL205A 鑄造鋁合金的熱處理和組織7金屬型鑄造的特點(diǎn)及其應(yīng)用： 金屬型鑄造可以連續(xù)重復(fù)使用，生產(chǎn)效率高，勞動(dòng)條件，鑄件質(zhì)量穩(wěn)定，尺寸精度高，表面粗糙度較低，鑄件晶粒細(xì)化，組織致密，機(jī)械性能較好。加熱 加熱是熱處理的重要工序之一。對于后續(xù)的測量工序帶來很大的麻煩，也會(huì)造成測量的誤差，因此加熱的過程中需要在保護(hù)氣體的環(huán)境下進(jìn)行。保溫待溫度加熱到組織開始轉(zhuǎn)變的溫度后，需要在次溫度下保持一段時(shí)間，主要是為了材料內(nèi)部組織能夠完全轉(zhuǎn)變，這一過程叫做保溫，保溫的時(shí)間因材料的不同和目地的不同而不同，如果保溫時(shí)間不夠，對于熱處理的效果影響很大。冷卻介質(zhì)通常是液體或氣體，它們的冷卻能力在很大程度上取決于冷卻介質(zhì)是否改變聚合狀態(tài)，而這有與它們的沸點(diǎn)高低有關(guān)系，以是否改變聚合狀態(tài)可將冷卻介質(zhì)分為兩類。使得熱處理在實(shí)際生產(chǎn)中變得越來越重要。其與正火是不同的。材料的性能，包括物理性能，力學(xué)性能等與材料的組織結(jié)構(gòu)是有和大的關(guān)系的，通過對 ZL205A 鋁合金采取固溶、時(shí)效熱處理工藝，改變材料的微觀組織，如相的數(shù)量，分布和大小，進(jìn)而賦予材料更優(yōu)良的使用性能，提升其硬度，ZL205A 鑄造鋁合金的熱處理和組織9強(qiáng)度擴(kuò)大其的應(yīng)用范圍。一些合金固溶后強(qiáng)度升高，而塑性降低；一些合金強(qiáng)度降低，塑性升高；還有一些強(qiáng)度，塑性都提高。實(shí)驗(yàn)過程中當(dāng)溫度加熱到 533℃ [7]。保溫過后進(jìn)行冷卻，本實(shí)驗(yàn)中冷卻介質(zhì)是水，冷卻速度較快，冷卻后得到飽和固溶體。變形鋁合金中最易發(fā)生粗晶。所以常采取以下措施：①進(jìn)行鑄錠均勻退火，以減少錳偏析的影響。②復(fù)熔球：一般在晶內(nèi)形成，共晶結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。ZL205A 鋁合金中 Cu 含量越高，就月容易過燒 [8]， 過燒溫度是 545℃左右。原因有淬火冷卻，加熱速度快，鑄件壁厚，化學(xué)成分不正確 [9]等等。時(shí)效包括兩種方式：1）人工時(shí)效處理：它是指將材料加熱的一定的溫度后，在指定的時(shí)間內(nèi)或較短的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行時(shí)效處理。失效強(qiáng)化的原理：圖 1圖 2西南大學(xué)本科畢業(yè)論文12時(shí)效硬化是一個(gè)相當(dāng)復(fù)雜的過程，時(shí)效的工藝，合金的組成，合金生產(chǎn)中和固溶熱處理中造成的缺陷等等，都能夠影響時(shí)效的效果。而雜質(zhì)含量雖少，但有時(shí)也能急劇影響強(qiáng)化效果。而固溶過程中在正常的情況下加熱溫度升高，保溫時(shí)間加長，有利于獲得最大過飽和度的均勻固溶體，強(qiáng)化效果更好 [10]。保溫的時(shí)間是實(shí)驗(yàn)很重要的因素。設(shè)備名稱：電熱鼓風(fēng)干燥箱電源：220V 50Hz尺寸：500550500功率：產(chǎn)品編號：A0901009 溫度范圍：RT+10~300℃時(shí)效時(shí)合金性能的變化： 時(shí)效的溫度高低，時(shí)間長短，使得合金的組織發(fā)生改變，對合金的物理性能，力學(xué)性能和化學(xué)性能產(chǎn)生影響 [12]。每換一號砂紙，樣品掉轉(zhuǎn) 90o.磨光后進(jìn)行拋光，拋光的目地是細(xì)微磨痕和金屬形變擾動(dòng)層，拋光的方法有機(jī)械拋光，電解拋光，化學(xué)拋光。纖維間隙儲(chǔ)存拋光微粉，微粉部分露出表面，產(chǎn)生磨削作用，且阻止微粉由于離心力飛出拋光時(shí)應(yīng)注意，用力適當(dāng)，不可過大。本實(shí)驗(yàn)采用的是布氏硬度計(jì)，型號是 HBE3000A。四、實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析ZL205A 鑄造鋁合金的熱處理和組織15 金屬型試樣實(shí)驗(yàn)結(jié)果1）金屬型試樣棒的鑄態(tài)試樣2）固溶處理 金屬型試樣經(jīng) 533℃固溶處理 15 小時(shí)后，其組織形態(tài)如圖3）時(shí)效分析 經(jīng)固溶處理后，金屬試樣棒中取出 18 個(gè)小試樣，分成 A,B 兩組。而在6~8 小時(shí)，硬度增長較緩慢。 從兩個(gè)溫度下的時(shí)效結(jié)果可以看出，金屬型鑄件在不同的時(shí)效溫度下，其硬度隨著時(shí)間的延長而呈上升趨勢，雖然在同時(shí)間內(nèi) 175℃時(shí)效的試樣硬度總體上高于 155℃溫度下時(shí)效的試樣硬度，但穩(wěn)定時(shí)的硬度大概相同，差別不大。鑄件有較大的垂直面。3）時(shí)效分析 經(jīng)固溶處理后，將試樣切取 9 個(gè)小樣，在 175℃的溫度下保溫 48 個(gè)小時(shí)，進(jìn)行時(shí)效處理，在 15 分鐘、30 分鐘、1 個(gè)小時(shí)、2 個(gè)小時(shí)、4 個(gè)小時(shí)、6 個(gè)小時(shí)、12 個(gè)小時(shí)、24 個(gè)小時(shí)、48 個(gè)小時(shí)，分別取出一個(gè)小樣，打磨，拋光后進(jìn)行測試硬度。穩(wěn)定的主要原因是時(shí)效前，固溶處理進(jìn)行的很充分，強(qiáng)化相大部分融入了α 相中，在時(shí)效過程中，組織的改變對鑄件的硬度影響不明顯。2）砂型試樣在 175℃的溫度時(shí)效，其硬度值隨著時(shí)間的延長而升高，8 小時(shí)后硬度值基本上達(dá)到最高值，以后趨于穩(wěn)定。西南大學(xué)本科畢業(yè)論文20 ZL205A 鋁合金的熱處理效果 由實(shí)驗(yàn)中的數(shù)據(jù)可以看出，通過熱處理后，ZL205A 鋁合金試樣在性能，微觀組織上都發(fā)生了很大的改變，在力學(xué)性能上，固溶合適的時(shí)間后，其硬度值得到了提高，但超過這段時(shí)間后，提高就不會(huì)很明顯。 ZL205A 鋁合金的發(fā)展現(xiàn)狀 ZL205A 鋁合金的優(yōu)良力學(xué)性能，化學(xué)性能已經(jīng)使得該合金成為了研究的熱點(diǎn)。如圖 [16]： 其在飛機(jī)上的很多部位都得到了很多的應(yīng)用，這對于航天領(lǐng)域有很大的意義，ZL205A的優(yōu)良性能使得生產(chǎn)的周期縮短，節(jié)約了加工的時(shí)間，降低成本，并且材料的穩(wěn)定性ZL205A 鑄造鋁合金的熱處理和組織21高，故障少，風(fēng)險(xiǎn)小。老師精深的學(xué)術(shù)造詣、敏捷的思維、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、求實(shí)的科ZL205A 鑄造鋁合金的熱處理和組織23學(xué)態(tài)度使我在大學(xué)期間受益匪淺。 2022年5月于重慶西南大學(xué)本科畢業(yè)論文24請您刪除一下內(nèi)容，O(∩_∩)O 謝謝?。?！ Many peo