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热裂是铝合金凝固过程中一种最常见和危害最大的缺陷,因此预测铝合金的热裂倾向具有重要的实践意义。本文基于Clyne andDavies提出的热裂倾向预测CSC(Cracking Susceptibility Coefficient)模型,采用相图计算凝固过程中各合金系的热物性参数,使用实验方法测定各合金元素的HTSmax后引入修正系数对CSC模型进行修正,最终开发出多元铝合金热裂倾向预测软件,可实现单点、线计算和面计算功能。使用该软件完成对常见的铸造二元、三元和多元铝合金进行热裂倾向的预测,并结合文献数据验证CSC模型的准确性。完成的主要研究工作如下:(1)采用PanEngine的API用户界面接口和C++的MFC自定义开发便于用户操作的热裂倾向预测软件。软件调用PanAlumiumTM热力学数据库实现相图计算凝固过程,并结合符合实际情况的冷却模型,通过软件的计算功能实现输入合金成分,获取CSC预测结果的功能。本软件可实现输入合金成分的单点计算、线计算和面计算功能。(2)对常见的Al-Si、Al-Cu、Al-Mg和Al-Zn二元系铸造合金的预测结果表明:热裂倾向预测都有典型的“A型”峰,峰值分别位于0.22wt.%Si、0.74wt.%Cu、1.55wt.%Mg和13 wt.%Zn处,该预测结果与参考文献中的预测结果和实验数据点一致。(3)使用半定量的热裂敏感性指数HTS方法实验测得二元系合金的HTS(i)max,结合软件预测得到的CSC(i)max,引入修正因子Fn来修正软件计算出的CSC值,Fn=(?),其中Fi(i=Si,Cu,Mg,Zn,Fe,Mn)分别为:1、1.29、1.64、0.22、0.97、1.76。(4)使用面计算模块软件对常见的Al-Cu-Si、Al-Si-Mg和Al-Cu-Mg系三元合金进行热裂倾向预测并绘制等值轮廓图。Al-Cu-Si系三元合金有一个明显的热裂高度敏感区,位于 0.4～1.5wt.%Cu 和 0～0.3wt.%Si 成分范围内,并且在 Cu=0.75wt.%或 Si=0.2wt.%处出现CSC峰脊。Al-Si-Mg系三元合金存在两个热裂敏感区;增加Si含量,该体系合金热裂倾向减小,低Mg量的热裂敏感区逐渐消失;当Al-Mg2Si系合金富余少量的Mg时,存在一个不易热裂条带。Al-Cu-Mg系三元合金存在大的热裂高度敏感区,位于Cu含量0～0.7wt%和Mg含量0.8～2.8wt%范围内,CSC预测值大于2.08;同时存在一个热裂不敏感区,位于Cu(3.4wt.%,5wt.%)和Mg(1wt.%,3.3wt.%)三角蓝色色标区,CSC值小于0.39。文献预测结果和实验数据验证了本模型的准确性。(5)使用面计算模块对常见的 Al-Cu-Mg-Si 系、Al-Mg-Zn-Cu 系、Al-Mg-Zn-Cu-Mn和Al-Si-Cu-Mg系合金进行热裂倾向CSC预测。在Al-Cu-Mg合金体系中加入Si可以有效改善合金系的热裂倾向,热裂敏感区减小甚至消失。对Al-Mg-Zn-Cu体系来说,Cu元素的添加有效地将热裂敏感区控制在Mg含量小于1.Owt.%范围内,缓解了 Mg元素对合金体系的热裂敏感性。在Al-Si-Cu系合金中加入Mg并不改变热裂敏感区,但增加了热裂倾向。