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研究生:李昆達
研究生(外文):Li, kundar
論文名稱:鋁合金微縮孔形成機構之分析
論文名稱(外文):Analyses on the Mechanism of Porosity Formation in Aluminum Alloys
指導教授:張煥修
指導教授(外文):Edward Chang
學位類別:碩士
校院名稱:國立成功大學
系所名稱:材料科學(工程)學系
學門:工程學門
學類:材料工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:1998
畢業學年度:86
語文別:中文
論文頁數:85
中文關鍵詞:微縮孔鋁合金
外文關鍵詞:porosityaluminum alloys
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摘要 鋁合金具有比重低、高強度質量比(強度/質量)等特性,因此
廣泛的應用於航太、車輛工業等。以低壓鑄造法生產鋁合金鑄件具有半自
動化生產、節省人力、提高產品品質及提高成品率之優點,因此是國內鋁
合金鑄造的發展趨勢。但鋁合金鑄件因縮孔的存在,造成鋁合金鑄件的不
健全,使得機械性質變差或使鑄件產生漏氣漏油的問題。為了有效降低鋁
合金鑄件內縮孔含量,以提高鑄件的品質,許多研究工作企圖從實驗或學
理來探討縮孔的形成機構、或是從推導物理模式以預測縮孔形成的條件。
本研究結合Darcy''s law在樹狀晶間流體流動的應用、孔洞成核的表面張
力效應,及氫含量在液相堆積的提升效應,分析鋁合金微縮孔的形成機構
,並推演鋁合金微縮孔體積率(Vp)的定量預測公式。 為了求證上述理
論之正確性,實證上利用Chieu砂模平板鑄件原始實驗數據及Jain金屬模
圓柱鑄件實驗數據,代入本理論微縮孔含量定量預測公式加以驗證。分析
發現,固相線速度越快、溫度梯度越小,造成局部壓力降越大,凝固時間
越長表面張力效應壓力越小,兩項都是微縮孔形成的有利條件。而氫含量
亦為影響微縮孔形成的重要因素,且本研究假設氫氣之有效擴散係數為固
相線速度的函數;氫含量受鋁合金溶解度限制的影響,凝固時氫氣被釋出
於殘留液相中,造成液相氫氣的堆積。當液相中的氫氣足夠克服此區域的
液體壓力及表面張力效應壓力,則氫氣析出微縮孔形成。
Abstract Cast aluminum alloys are widely applied in aero and
auto industries because of their good mechanical properties,
light weight and high strength to mass ratio. The castability
and mechanical property of aluminum alloy degrade due to the
porosity defect. In order to decrease the porosity of cast
aluminum and improve casting quality, researchers engage in
knowing the mechanism of porosity formation by experiments and
physical modeling.The main purpose of this study is to introduce
kinetic effect of hydrogen diffusion to the previous model of
interdendritic fluid flow based on the Darcy''s law as well as
surface tension in porosity formation. The volume percent of
porosity (Vp%) is formulated in this study. Previous data
from Chieu''s plate sand castings and Jain''s cylindrical metal
mold were used to verify this theory. It is found that local
pressure drop, thermal gradient and pressure of surface tension
effect are important factors in porosity formation. In this
study the hydrogen content exerts the influence on the porosity
formation, and it is assumed that the diffusion coefficient of
hydrogen is a function of the solidus velocity. Since hydrogen
solubility in the solid is much less than it is in the liquid
phase, it is proposed that hydrogen concentration increases in
the remaining liquid because of the rejection of hydrogen in the
liquid. When the dissolved hydrogen overcomes the atmospheric
and hydrostatic pressures, and the pressure of surface tension
effect, porosity will form.
QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
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