CN113096743B - 一种基于凝固路径特征参数的合金热裂敏感性预测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于凝固路径特征参数的合金热裂敏感性预测方法，测得合金热裂的枝晶相干点固相率fs coh和凝固后期裂纹萌生点临界固相率fs hci，将枝晶相干点固相率fs coh和凝固后期裂纹萌生点临界固相率fs hci带入预测模型CSCt＝(fs coh)‑1(1‑fs hci)‑1中，依据CSCt值评定合金热裂敏感性。本发明比以往模型相比，所有特征参数可由试验确定，因而可不依赖现有计算多元相图的热裂学数据库，既可适用与二元合金，也可适用于二元以上的多元系合金热裂敏感性的预测。本发明模型很好地揭示了在温度场和力场耦合作用下，母相结晶与第二相析出对合金热裂影响的微观机制，因而具有简单、定量、唯理、准确和实用的优点。
Description
技术领域
本发明涉及测试和评估合金热裂敏感性的技术领域，具体涉及一种基于凝固路径特征参数的合金热裂敏感性预测方法。
技术背景
铸造既是塑性成形件的中间工序，也是铸造零件的近终成形工艺，热裂是铸造过程中不可逆的缺陷，严重时会导致工件成品率降低，甚至报废。合金裂纹敏感系数(cracking susceptibility coefficient，CSC)与合金成分、凝固时的冷却条件和零件几何形状有关。目前，尽管开发出了力学性能优异的合金，但受其高热裂敏感性的限制，却难以应用于“大型”、“薄壁”和“复杂结构”零件的制造，而这正是汽车等交通工具的轻量化发展趋势。
多年来，为了能够在合金设计阶段预测其热裂敏感性，经过不懈的努力，已经提出了很多预测模型，但至今应用最为普遍的仍是Clyne-Davies早年提出的唯像模型。该模型主要依据热力学理论，先计算得到凝固至固相体积分数为0.99、0.9和0.4时所用的时间，即t0.99、t0.9和t0.4，再通过CSCcd＝(t0.99-t0.9)/(t0.9-t0.4)算式，求得合金的热裂敏感性。Clyne-Davies模型的优点是简单、实用和准确；缺点是唯理性不够，难以适用于二元以上的合金。其中，Clyne-Davies采用凝固经过热裂高风险与热裂低风险区时的时间比值来衡量和评定合金的CSC值。显然，这是在假定t0.4、t0.9和t0.99完全等同于图1所示的tcoh、thci和ts(对应于fcoh、fhci和fs)的前提条件下的一种近似表达。近年，专利(CN201710779447.7)提出了一种新的热裂倾向预测方法：CSC＝(Thci-Tf＝0.99)/(Tcoh-Thci)，由于Tcoh、Thci和Tf＝0.99均为实测，其在唯理性和准确性方面有所进步，但该算式在直观上仍存在着CSC随Tcoh降低(也即tcoh和fcoh增加)而增加的问题，显然这与实际情况存在着一定的背离。
发明内容
发明目的：本发明提出一种基于凝固路径特征参数的合金热裂敏感性预测方法，其目的是解决现有预测方法唯理性和准确性不足的问题。本发明进一步简化预测模型，增加其准确性和实用性，并在此基础上使其更具有唯理性。
技术方案：
一种基于凝固路径特征参数的合金热裂敏感性预测方法，测得被测合金的枝晶相干点固相率fs coh和凝固后期裂纹萌生点临界固相率fs hci，将枝晶相干点固相率fs coh和凝固后期裂纹萌生点临界固相率fs hci带入预测模型CSCt＝(fs coh)-1(1-fs hci)-1中，依据CSCt值评定合金热裂敏感性。
依据枝晶压紧点固相分数fs pk，将预测模型CSCt＝(fs coh)-1(1-fs hci)-1变换为CSCt＝(fs coh)-1(1–fs pk)+fcoh -1(fs pk–fs hci)，定义CSCd＝(fs coh)-1(1–fs pk)用以表征枝晶生长路径对合金热裂敏感性的影响；定义CSCp＝(fs coh)-1(fs pk–fs hci)用以表征第二相析出对晶界开裂的阻碍作用。
枝晶相干点固相率fs coh由双电偶热分析法测得的△T-t曲线求出；枝晶压紧点固相分数fs pk和凝固后期裂纹萌生点临界固相率fs hci均由装有热电偶和负载传感器的“T”型模具中合金凝固的F–t曲线求出。
枝晶相干点固相率fs coh、枝晶压紧点固相分数fs pk和凝固后期裂纹萌生点临界固相率fs hci在合金的凝固分数fs曲线上，合金的凝固分数fs曲线由热分析法测得的T(温度)–t曲线，并采用牛顿基线法求出。
优点及效果：
(1)与其它热裂预测模型相比，本发明的合金热裂预测模型更为简化。作为表征热裂凝固路径的特征参数可由凝固时间t、凝固温度和凝固过程的固相分数f对其表征。Clyne-Davies模型采用的是t参数；专利(CN201710779447.7)的改进模型用的是T参数；本发明采用的是fs参数。尽管三种模型表征的实质内容相同，但由于任何情况下凝固开始时均有：fs 0＝0；fs 1＝1，因而本模型的最简化式可表示成：CSCt＝(fs coh)-1(1–fs hci)，式中只需要确定fs coh和fs hci两个特征参数，既可计算出CSCt值。
(2)与其它热裂预测模型相比，本发明的合金热裂预测模型更加精确。如图1所示，本发明热裂预测模型CSCt＝(fs coh)-1(1–fs hci)中，CSCt与固相分数为刻度的“热裂无风险区”的长度成反比，其值以固相分数衡量即为(fs coh-fs 0)-1＝(fs coh)-1；CSCt与内外力平衡点的固相分数fs hci至凝固结束点固相分数fs 1的差值成正比，即(fs 1–fs hci)＝(1–fs hci)。可见，依据本模型，CSCt随着fs coh的增加而减小；随着(1–fs hci)的增加而增加。
(3)与其它热裂预测模型相比，本发明很好地反映了温度场、力场变化与母相结晶和第二相析出机制的耦合作用，合金热裂预测模型更加唯理。由于本热裂预测模型可拆分成两个部分，即CSCt＝CSCd+CSCp。其中，CSCd＝(fs coh)-1(1–fs pk)α-Mg的枝晶生长历程相关，因而其值揭示了母相结晶形态、晶粒大小对凝固中液相补缩通道形成、分布和演化的影响，进而改变合金的热裂敏感性；CSCp＝(fs coh)-1(fs pk–fs hci)反映了晶界液相补缩通道完全被封闭，残余液相已经不具备远程补缩的情况下，晶界上显微缩孔的形成倾向，也是晶界强度对抗收缩应力之间矛盾的体现，(fs pk–fs hci)越大说明此阶段凝固收缩路径越长，晶界上微缩孔上形成倾向越大，发生热裂的危险性越高。显然，此时若有第二相析出，且与晶体形成共格，对晶界两侧将会起到很好的“桥接”作用，裂纹萌生或扩展的难度就越大。反之，若没有第二相析出，晶界上的残余液相对晶界强度的贡献有限，裂纹就易于萌生和扩展。
附图说明
图1为合金凝固路径及其表征的关键特征参数示意图；
图2为MgZn9Y1Zr0.5合金的热分析曲线；
图3为双电偶测试系统示意图；
图4为测得的T-t和△T-t曲线；
图5为“T”型模具热裂测试系统示意图；
图6为测得的T-t和F-t曲线。
具体实施方案
以下结合说明书附图对本发明做进一步的说明：
一种基于凝固路径特征参数的热裂倾向试验预测方法，合金总的热裂敏感性CSCt可基于枝晶相干点固相率fs coh和凝固后期裂纹萌生点临界固相率fs hci预测，测取枝晶相干点固相率fs coh和凝固后期裂纹萌生点临界固相率fs hci，其合金热裂敏感性预测模型为CSCt＝(fs coh)-1(1-fs hci)-1。通过预测模型CSCt＝(fs coh)-1(1–fs hci)预测合金热裂敏感性。
还可依据枝晶压紧点固相分数fs pk，将CSCt算式拆分成两个部分，即CSCt＝(fs coh)-1(1–fs pk)+fcoh -1(fs pk–fs hci)。其中，定义CSCd＝(fs coh)-1(1–fs pk)用以表征枝晶生长路径对合金热裂敏感性的影响；定义CSCp＝(fs coh)-1(fs pk–fs hci)用以表征第二相析出对晶界开裂的阻碍作用。CSCt＝CSCd+CSCp＝(fs coh)-1(1-fs hci)-1。其中，CSCd＝(fs coh)-1(1–fs pk)；CSCp＝(fs coh)-1(fs pk–fs hci)，通过CSCd＝(fs coh)-1(1–fs pk)表征枝晶生长路径对合金热裂敏感性的影响；通过CSCp＝(fs coh)-1(fs pk–fs hci)探讨第二相析出对晶界开裂的阻碍作用。fs coh为枝晶相干点固相体积分数；fs pk为枝晶压紧点固相体积分数；fs hci为合金的凝固点热裂萌生点固相体积分数。本发明建立的模型的fs coh、fs pk和fs hci特征参数值均可由试验确定。如图1所示，枝晶相干点固相率fs coh、枝晶压紧点固相分数fs pk和凝固后期裂纹萌生点临界固相率fs hci在合金的凝固分数fs曲线上，合金的凝固分数fs曲线(即合金的凝固分数fs与时间t的关系式)可由热分析法测得的T(温度)–t曲线，并采用牛顿基线法求出；凝固特征参数fs coh可由双电偶热分析法测得的△T-t曲线求出；凝固特征参数fs pk和fs hci均可由装有热电偶和负载传感器的“T”型模具中合金凝固的F(载荷)–t曲线求出。
具体为，枝晶相干点固相率fs coh可由双电偶热分析试验确定，表示凝固过程中枝晶的一次臂长大至相互搭接阶段，此时枝晶由先前自由生长进入到相互干涉生长阶段，液相对固相补缩由整体进入到局部，可认为热裂由无风险进入到低风险的阶段；枝晶压紧点固相分数fs pk可由合金凝固“T”型模具测试装置确定，表示母相二次及以上枝晶生长已经完成，液相对固相补缩由数个晶粒长度进入到单一晶粒长度，此时最为明显的标志是固相开始产生拉伸强度；凝固后期裂纹萌生点临界固相率fs hci仍可由合金凝固“T”型模具测试装置确定，表示固相收缩力与其拉伸强度平衡时的临界点，一旦超过这一临界点就进入到热裂高风险区。显然，热裂无风险区的路径越长，热裂高风险区的路径越短，特别是凝固后期裂纹萌生点临界固相率fs hci越接近于fs 1＝1，合金的热裂敏感性就越低。
可见，本发明比以往模型相比，所有特征参数可由试验确定，因而可不依赖现有计算多元相图的热裂学数据库，既可适用与二元合金，也可适用于二元以上的多元系合金热裂敏感性的预测。本发明模型很好地揭示了在温度场和力场耦合作用下，母相结晶与第二相析出对合金热裂影响的微观机制，因而具有简单、定量、唯理、准确和实用的优点。
在基于热分析技术测得的T-t曲线基础上，推导出一节导数dT/dt-t曲线，确定基线(见图2)，通过如式[1]所示的牛顿分析方法，求出凝固过程中固相分数随时间变化曲线，即fs-t及fs-T曲线。
其中，下标cc和bl分别表示冷却曲线和基线；t为所求固相分数所对应的时间；ts为液相全部转化为固相所需时间；T为冷却温度。
采用双电偶热分析法，如图3所示，测出△T-t曲线，如图4所示。依据合金凝固母相一次枝晶杆相互接触形成骨架时，熔体传热方式将由液相传热改变为固相传热，因此△T(边缘热电偶的温度与中心热电偶温度的差值，Te–Tc)最小值所对应的时间为tcoh，所对应的温度为Tcoh。再根据fs coh-t或fs-T曲线则可求出枝晶相干点固相率fs coh值。
采用带有测温和测力的“T”型模具合金凝固装置，如图5所示，测出合金凝固冷却时的F-t曲线，如图6所示。显然，枝晶压紧点(The temperature maximum packing point)是对应于合金开始建立拉伸强度的特征点，其温度即为Tpk；凝固后期裂纹萌生点对应于F-t曲线出现松弛的特征点，其温度即为Thci，根据fs-T曲线则可求出枝晶压紧点固相分数fs pk和凝固后期裂纹萌生点临界固相率fs hci值。
将测得的枝晶压紧点固相分数fs pk枝晶相干点固相率fs coh和凝固后期裂纹萌生点临界固相率fs hci值代入CSCt＝CSCd+CSCp模型。其中，CSCd＝fcoh -1(1-fs pk)可用以表征枝晶生长路径对合金补缩通道分布，进而热裂敏感性的影响；CSCp＝(fs coh)-1(fs pk–fs hci)可用以探讨第二相析出对晶界开裂的阻碍作用。
结论，本发明基于试验得到的fs coh、fs pk和fs hci值，通过新建模型可很好地预测热裂敏感性随合金成分的变化。本发明比以往模型相比，所有特征参数可由试验确定，因而可不依赖现有计算多元相图的热烈学数据库，既可适用与二元合金，也可适用于二元以上的多元系合金热裂敏感性的预测。本发明通过CSCt＝CSCd+CSCp＝CSCt＝(fs coh)-1(1–fs hci)-1，通过CSCd＝fcoh -1(1-fs pk)和CSCp＝(fs coh)-1(fs pk–fs hci)很好地反映了温度场、力场耦合作用下结晶与第二相析出对合金热裂影响的微观机制，新模型具有定量、简单、唯理、准确和实用的优点。
实施例1
现以Mg-7Gd-5Y-xZn–0.5Zr(x＝0,3,5,7wt.％)合金为例，应用已经公开发表的数据(Wei Z,Liu S,Liu Z,et al.Effects of Zn content on Hot TearingSusceptibility of Mg-7Gd-5Y-0.5Zr Alloy[J].Metals-Open Access MetallurgyJournal,2020,10(3):414.)，将该文献依据渗腊法测得的“T”型试样的裂纹体积，基于Clyne-Davies模型的CSCcd预测值，以及基于本发明提出的新模型计算得到的CSCt、CSCd和CSCp的预测值等一并列入表1。
表1 Mg–7Gd–5Y-xZn–0.5Zr(x＝0,3,5,7wt.％)合金热裂敏感性实测值与预测值
| x＝ | 0 | 3 | 5 | 7 |
| 裂纹体积/cm3 | 0.18 | 0.17 | 0.02 | 0 |
| CSCcd | 0.88 | 0.64 | 0.15 | 0 |
| CSCt | 0.51 | 0.42 | 0.05 | 0 |
| CSCd | 0.84 | 0.61 | 0.19 | 0.12 |
| CSCp | -0.33 | -0.19 | -0.14 | -0.12 |
由表1可见，本发明提出模型的CSCt计算值，以及Clyne-Davies模型的CSCcd预测值以及裂纹体积实测值均随x增加而减小，三者趋势保持一致。可以证明，Mg–7Gd–5Y-xZn–0.5Zr(x＝0,3,5,7wt.％)合金热烈敏感性随x增加而减小。此外，值得注意的是，CSCcd与CSCt-CSCp＝CSCd的计算值非常接近，说明Clyne-Davies模型在表征枝晶化程度上与本发明的CSCd模型接近，但却忽略了LPSO相析出(CSCp)减弱合金热裂敏感性作用。综上，本方法更精准以及全方位的预测了合金的热裂敏感性，不仅反映了枝晶搭接对热裂敏感性的影响(CSCd)，还反映了第二相析出对热裂敏感性的影响(CSCt),与原模型相比更加唯理。
Claims (4)
1.一种基于凝固路径特征参数的合金热裂敏感性预测方法，其特征在于：
测得被测合金的枝晶相干点固相率fs coh和凝固后期裂纹萌生点临界固相率fs hci，将枝晶相干点固相率fs coh和凝固后期裂纹萌生点临界固相率fs hci带入预测模型CSCt =( fs coh)-1(1- fs hci)-1中，依据CSCt值评定合金热裂敏感性；
所述枝晶相干点固相率fs coh由双电偶热分析试验确定，表示凝固过程中枝晶的一次臂长大至相互搭接阶段，此时枝晶由先前自由生长进入到相互干涉生长阶段，液相对固相补缩由整体进入到局部，热裂由无风险进入到低风险的阶段；
所述凝固后期裂纹萌生点临界固相率fs hci由合金凝固“T”型模具测试装置确定，表示固相收缩力与其拉伸强度平衡时的临界点，一旦超过这一临界点就进入到热裂高风险区。
2. 根据权利要求1所述的基于凝固路径特征参数的合金热裂敏感性预测方法，其特征在于：依据枝晶压紧点固相分数fs pk，将预测模型CSCt =( fs coh)-1(1- fs hci)-1变换为CSCt =( fs coh)-1（1 –fs pk）+ ( fs coh)-1（fs pk–fs hci），定义CSCd= ( fs coh)-1（1 –fs pk）用以表征枝晶生长路径对合金热裂敏感性的影响；定义CSCp=( fs coh)-1（fs pk–fs hci）用以表征第二相析出对晶界开裂的阻碍作用；
所述枝晶压紧点固相分数fs pk由合金凝固“T”型模具测试装置确定，表示母相二次及以上枝晶生长已经完成，液相对固相补缩由数个晶粒长度进入到单一晶粒长度，此时最为明显的标志是固相开始产生拉伸强度。
3. 根据权利要求2所述的基于凝固路径特征参数的合金热裂敏感性预测方法，其特征在于：枝晶相干点固相率fs coh由双电偶热分析法测得的△T-t曲线求出；枝晶压紧点固相分数fs pk和凝固后期裂纹萌生点临界固相率fs hci均由装有热电偶和负载传感器的“T”型模具中合金凝固的F– t曲线求出，其中F表示载荷。
4. 根据权利要求3所述的基于凝固路径特征参数的合金热裂敏感性预测方法，其特征在于：枝晶相干点固相率fs coh、枝晶压紧点固相分数fs pk和凝固后期裂纹萌生点临界固相率fs hci在合金的凝固分数fs曲线上，合金的凝固分数fs曲线由热分析法测得的T– t曲线，其中T表示温度，并采用牛顿基线法求出。
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| CN102998324A (zh) * | 2011-09-16 | 2013-03-27 | 中国科学院金属研究所 | 镁合金熔体凝固晶粒尺寸的热分析检测方法与装置 |
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| CN110541056A (zh) * | 2018-05-28 | 2019-12-06 | 上海梅山钢铁股份有限公司 | 降低铸坯中心偏析的工艺方法 |
| CN110749616A (zh) * | 2019-11-21 | 2020-02-04 | 沈阳工业大学 | 一种底注式测试合金热裂倾向性的实验装置及方法 |
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Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005062108A (ja) * | 2003-08-19 | 2005-03-10 | Kobe Steel Ltd | 合金の凝固割れ感受性の予測方法および凝固割れ感受性の改善された合金の製造方法 |
| CN102998324A (zh) * | 2011-09-16 | 2013-03-27 | 中国科学院金属研究所 | 镁合金熔体凝固晶粒尺寸的热分析检测方法与装置 |
| CN107607573A (zh) * | 2017-09-01 | 2018-01-19 | 沈阳工业大学 | 一种新的合金热裂倾向预测方法 |
| CN110541056A (zh) * | 2018-05-28 | 2019-12-06 | 上海梅山钢铁股份有限公司 | 降低铸坯中心偏析的工艺方法 |
| CN110749616A (zh) * | 2019-11-21 | 2020-02-04 | 沈阳工业大学 | 一种底注式测试合金热裂倾向性的实验装置及方法 |
| CN112239827A (zh) * | 2020-10-29 | 2021-01-19 | 威海万丰镁业科技发展有限公司 | 一种低热裂敏感性的高强韧Mg-Zn-Y-Nd-Ti-Zr铸造镁合金 |
| CN112359255A (zh) * | 2020-11-11 | 2021-02-12 | 沈阳工业大学 | 一种高强低热裂镁合金 |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| Er对Mg-5Zn-xEr镁合金热裂敏感性的影响;刘耀鸿 等;《金属学报》;第55卷(第3期);第389-398页 * |
| STUDY ON SOLIDIFICATION BEHAVIOR AND HOT TEARING SUSCEPTIBILITY OF Mg–2xY–xNi ALLOYS;Haonan Yu 等;《International Journal of Metalcasting》;第1-11页 * |
| 铸态镁合金Mg-xZn-0.5Y-0.5Zr 热裂缺陷研究;李星星 等;《稀有金属》;第44卷(第7期);第697-705页 * |
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