研究生: |
黃呈加 Cheng-Chia Huang |
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論文名稱: |
利用微差熱分析及數學模型來測定7000系列鋁合金的固化曲線 Determination of the solidification curve of 7000 series Aluminum alloys by using DTA and mathematical modelling |
指導教授: |
陳信文
Chen Sinn Wen |
口試委員: | |
學位類別: |
碩士 Master |
系所名稱: |
工學院 - 化學工程學系 Department of Chemical Engineering |
畢業學年度: | 82 |
語文別: | 中文 |
中文關鍵詞: | 鋁合金;固化曲線;微差熱分析;數學模型;相圖 |
外文關鍵詞: | Aluminum alloys;solidification curve;DTA; mathematical modelling;phase diagram |
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航太結構材料在鑄造過程中,很容易發生爆裂[caracking]的現象,對此
類高難度鑄造的航太合金,因為其對鑄造條件的要求比較嚴格,其固化特
性的資料,也更為重要。而鋁合金的固化曲線[solidification curve]與
鋁合金的鑄造特性有著極為密切的關係,過去研究固化曲線,主要是利用
淬冷方法配合影像分析技術來獲得,或是由平衡相圖配合固化模型計算而
來。本研究提出了一種新的方法來探討固化曲線,即是利用微差熱分析
[DTA]的冷卻曲線[cooling curve],經由適當的熱傳數學模型既可轉換成
為固化曲線。本研究結果發現上述方法不僅成功地計算出固化曲線,而且
可以避免傳統方法的許多缺點,例如淬冷方法的偏析[segregation]問題
,或者是合金相平衡資料短缺的問題等等。這種新的技術將可以輕易的研
究以前無法得知其固化特性的合金上,而且也可以應用在許多固化理論的
領域上。本研究同時也利用差熱分析的結果,驗證鋁銅鎂合金的平衡相圖
,結果發現過去的相圖資料有誤。例如一般的Al-rich的鋁銅鎂合金,其
固化反應為第一類型的四相共晶[eutectic]反應,其共晶點溫度依現行相
圖宣稱為507C-508C,但是本研究的結果指出真正的共晶溫度只有503C。
配合微差熱分析的liquidus量測結果,我們也重新修訂了鋁銅鎂相圖的
interaction parameters與一些 line compound的formation energy,並
且利用這些參數發展出新的鋁銅鎂相圖。