本文關鍵詞： A356合金 復合細化變質(zhì)處理 T6熱處理 顯微組織 力學性能 摩擦磨損 磨損機理　出處：《江蘇大學》2016年碩士論文　論文類型：學位論文

【摘要】：本文通過氟鹽鋁熱法自制的Al-5Ti-1B-1RE中間合金作為細化劑,與Al-10Sr變質(zhì)劑對A356合金進行復合細化變質(zhì)處理,并對鑄態(tài)A356以及最佳復合細化變質(zhì)處理的A356進行T6熱處理,制備出四組A356試樣。利用金相顯微鏡、電子掃描電鏡、能譜儀等多種現(xiàn)代分析手段,對復合細化變質(zhì)的A356合金的顯微組織、共晶Si相形態(tài)及分布,探討了Al-5Ti-1B-1RE細化劑和Al-10Sr變質(zhì)劑的最佳添加量;然后用箱式熱處理爐對鑄態(tài)A356以及最佳復合細化變質(zhì)處理的A356進行T6熱處理,制備出1#鑄態(tài)A356、2#T6態(tài)A356、3#復合細化變質(zhì)態(tài)A356、4#復合細化變質(zhì)后T6熱處理態(tài)A356四組試樣,對其采用萬能拉伸試驗機分析測試了四組A356合金的力學性能;用M-2000型磨損試驗機對四組A356合金進行了油潤滑條件下的磨損試驗,并對合金的摩擦磨損性能及磨損機理進行了初步分析。實驗結(jié)果表明:添加0.8%Al-5Ti-1B-1RE細化劑和0.3%Al-10Sr變質(zhì)劑后經(jīng)過T6熱處理的A356晶粒組織更加細小,圓整、圓潤的共晶Si相及金屬間化合物均勻的分布在α-Al相周圍,其抗拉強度σb為275MPa,比鑄態(tài)A356提高了44.7%,延伸率δ為5.4%,提高了2.6倍,α-Al相顯微硬度為74HV,提高了27.6%。在細晶強化、固溶強化、時效強化以及晶界強化的共同作用下,4#復合細化變質(zhì)后T6熱處理態(tài)A356力學性能非常優(yōu)異。鑄態(tài)A356的耐磨性最差,同等條件下,磨損率和單位時間磨損量都是最高的,復合細化變質(zhì)后經(jīng)T6熱處理的A356耐磨性最好,相對應的磨損率和單位時間磨損量都是最低的。隨著載荷和時間的增加,鑄態(tài)A356的磨損機理演變過程為磨粒磨損→粘著磨損→嚴重粘著磨損→剝層磨損;復合細化變質(zhì)后經(jīng)T6熱處理的A356的磨損機理演變過程為輕微磨粒磨損→微切削磨粒磨損→磨粒磨損→磨粒磨損+粘著磨損→粘著磨損。復合細化變質(zhì)和T6熱處理的A356合金耐磨性的提高,一方面細晶強化、晶界強化、固溶強化、時效強化以及變質(zhì)作用,提高了A356的強度硬度,減緩了磨面摩擦熱所產(chǎn)生的組織軟化,減輕了磨面亞表層的塑性變形;另一方面摩擦過程中生成的高硬度Al2O3顆粒,此氧化膜在微凸體后最先承受正壓力和剪切力,盡量減少α-Al基體與GCr15摩擦副的直接接觸,從而保護α-Al基體。
[Abstract]:In this paper, Al-5Ti-1B-1RE master alloy made by aluminothermic method was used as refiner, and Al-10Sr modifier was used to refine and modify A356 alloy, and the as-cast A356 and A356 were treated by T6 heat treatment. Four groups of A356 samples were prepared. The microstructure, morphology and distribution of eutectic Si phase of the modified A356 alloy were studied by metallographic microscope, electron scanning electron microscope and energy spectrometer. The optimum addition amount of Al-5Ti-1B-1RE refiner and Al-10Sr modifier was discussed, and then the as-cast A356 and the best compound refining modification A356 were treated with box heat treatment furnace for T6 heat treatment. Four groups of A356 samples of as-cast A356T2#T6 A356HZ compound refined modified A356a- modified T6 heat treated state A356 were prepared, and the mechanical properties of the four groups of A356 alloys were analyzed and tested by universal tensile testing machine. The wear tests of four groups of A356 alloys under oil lubrication were carried out with M-2000 wear tester. The tribological properties and wear mechanism of the alloy were preliminarily analyzed. The experimental results showed that the microstructure of A356 after T6 heat treatment was finer and more rounded after adding 0.8Al-5Ti-1B-1RE refiner and 0.3Al-10Sr modifier. The smooth eutectic Si phase and intermetallic compounds distribute uniformly around 偽 -Al phase. The tensile strength 蟽 _ b is 275MPa, the tensile strength 蟽 _ b is 275MPa, the elongation 未 is 5.446 times higher than that of as-cast A356, and the elongation 未 is 5.40.The microhardness of 偽 -Al phase is 74HVand the hardness of 偽 -Al phase is increased 27.66.In fine grain strengthening, solid solution strengthening, The mechanical properties of T6 heat treated state A356 are very excellent under the combined action of aging strengthening and grain boundary strengthening. The wear resistance of as-cast A356 is the worst, and the wear rate and wear amount per unit time are the highest under the same conditions. The wear resistance of A356 after T6 heat treatment was the best, and the wear rate and wear amount per unit time were the lowest. With the increase of load and time, the wear mechanism of as cast A356 evolved into abrasive wear. 鈫扐dhesive wear. 鈫扴evere adhesive wear. 鈫扵he wear mechanism of A356 after T6 heat treatment is slight abrasive wear. 鈫扢icro cutting abrasive wear. 鈫扐brasive wear. 鈫扐brasive wear. 鈫扐dhesion wear. The wear resistance of A356 alloy modified by composite refinement and T6 heat treatment is improved. On the one hand, fine grain strengthening, grain boundary strengthening, solid solution strengthening, aging strengthening and modification can improve the strength and hardness of A356. On the other hand, the high hardness Al2O3 particles formed in the friction process are first subjected to the positive pressure and shear force after the micro-convex body, and the microstructure softening caused by the friction heat of the wear surface is reduced, and the plastic deformation of the subsurface layer of the wear surface is alleviated, on the other hand, the high hardness Al2O3 particles formed during the friction process, The direct contact between 偽 -Al matrix and GCr15 friction pair is minimized to protect the 偽 -Al matrix.
【學位授予單位】：江蘇大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TG292;TG115.58

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