高強(qiáng)韌鋁硅合金的擠壓鑄造組織和性能研究
發(fā)布時(shí)間:2021-08-06 19:32
我國2018年的汽車產(chǎn)銷量占據(jù)了全球約1/3的份額,連續(xù)10年排名世界第一。而汽車的重量越輕,將節(jié)約更多的能源,因此汽車輕量化是當(dāng)前重要的課題。以鋁代鋼是汽車輕量化的核心,開發(fā)出具有高強(qiáng)度和高韌性的鋁合金具有重要意義。目前,對(duì)于高強(qiáng)韌鋁硅合金的開發(fā)及其擠壓鑄造研究較少,本課題將對(duì)此進(jìn)行深入研究。本課題研究開發(fā)了一種新型高強(qiáng)韌鋁硅合金Al-9Si-Cu-Zn-Mg(以下簡稱AS9合金),同時(shí)應(yīng)用了Ce/La混合稀土和Sr元素對(duì)合金組織進(jìn)行復(fù)合變質(zhì),采用了擠壓鑄造的成形方式成形。該高強(qiáng)韌擠壓鋁硅合金直徑5mm的試樣鑄態(tài)室溫力學(xué)性能可達(dá):抗拉強(qiáng)度297.6MPa,屈服強(qiáng)度235.47MPa,伸長率7.27%。以AS9合金為基礎(chǔ),研究了不同Ce/La混合稀土的添加量以及Sr的加入與否對(duì)AS9合金的力學(xué)性能和組織的影響。發(fā)現(xiàn)隨著加入RE含量的增加,AS9合金組織中α-Al的二次枝晶間距得到一定程度的降低以及共晶Si得到細(xì)化,但同時(shí)會(huì)出現(xiàn)更多長針狀的富稀土相,將對(duì)合金的力學(xué)性能產(chǎn)生負(fù)面影響。當(dāng)RE的添加量為0.05wt.%時(shí),AS9合金的力學(xué)性能最好。通過對(duì)比研究,發(fā)現(xiàn)Sr的加入可以將合金組織中的...
【文章來源】:華中科技大學(xué)湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:67 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
鋁硅二元合金相圖
華 中 科 技 大 學(xué) 碩 士 學(xué) 位 論 文藝采用的擠壓鑄造設(shè)備是直立四柱液壓擠壓機(jī),其為-1 為金屬液擠壓成形的過程示意圖。如需采用重力的金屬液,傾倒于預(yù)熱后的定模中,冷卻 1min 后。如需采用擠壓鑄造,則預(yù)先設(shè)后相應(yīng)的擠壓工藝的定模中,隨后施加壓力(50~200MPa),合上動(dòng)模般鑄件尺寸為 Ф30×90mm。
圖 2-2YH101 系列的電熱鼓風(fēng)干燥箱 圖 2-3 高溫電阻爐本研究中對(duì)合金采用的熱處理方式為 T6 固溶熱處理和 T1 人工時(shí)效熱處理。根據(jù)合金成分和研究,將 T6 熱處理中的固溶溫度設(shè)置為 510~550℃,固溶時(shí)間設(shè)置為 3~5h,并在固溶完成后進(jìn)行 70℃溫水淬火,時(shí)效溫度和時(shí)間分別設(shè)置為 180℃和 8h;將 T1 人工時(shí)效熱處理的時(shí)效溫度設(shè)置為 155℃,時(shí)效時(shí)間設(shè)置為 8~24h,時(shí)效完成后進(jìn)行空冷。試樣采用從實(shí)驗(yàn)所得鑄件上切割的直徑為 9mm的圓柱形試棒,為保證重復(fù)性,對(duì)于同一參數(shù)的熱處理,將選取 3 個(gè)試棒進(jìn)行熱處理。2.4 顯微組織的觀察分析和性能的檢測(cè)2.4.1 金相組織的觀察從鑄件上端中部區(qū)域截取厚約 8mm的試樣,先后在 400#、800#和 1500#的砂紙上進(jìn)行打磨,并用粒度為 3.5 和 2.5 的金剛石研磨膏進(jìn)行拋光,隨后用 0.5%的 HF 溶液進(jìn)行腐蝕,最后在蔡康 DMM-490C 光學(xué)顯微鏡下觀察和拍攝試樣的金相組織,并配合
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]鋁-硅合金摩擦磨損性能研究現(xiàn)狀[J]. 劉家?guī)?黃照超,李陽,曹麗杰. 中國科技信息. 2012(21)
[2]Section thickness-dependent tensile properties of squeeze cast magnesium alloy AM60[J]. Xuezhi Zhang,Meng Wang,Zhizhong Sun,and Henry Hu (Department of Mechanical,Automotive and Materials Engineering,University of Windsor,Windsor,Ontario N9B 3P4,Canada). China Foundry. 2012(02)
[3]稀土Nd對(duì)鑄造鋁硅合金變質(zhì)作用的長效性及重熔性研究[J]. 檀廷佐,姚正軍,袁燦,徐軍,魏東博. 稀有金屬與硬質(zhì)合金. 2012(02)
[4]Al-Cu-Mg高強(qiáng)鋁合金的研究進(jìn)展[J]. 雷彬彬,周志明,黃偉九,唐麗文. 熱加工工藝. 2012(02)
[5]擠壓鑄造成形體系結(jié)構(gòu)研究[J]. 鄧建新,邵明. 鑄造技術(shù). 2011(12)
[6]Microstructure evolution behavior of AlSi9Cu3 alloy during rheocasting[J]. 郭洪民,劉旭波,楊湘杰,章愛生,劉勇. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2010(S3)
[7]論汽車輕量化[J]. 馬鳴圖,易紅亮,路洪洲,萬鑫銘. 中國工程科學(xué). 2009(09)
[8]汽車輕量化技術(shù)發(fā)展的探討[J]. 廖君. 機(jī)械. 2009(01)
[9]ZL102合金液態(tài)模鍛工藝的研究[J]. 房敏,王鐵軍. 熱加工工藝. 2008(09)
[10]工藝參數(shù)對(duì)液態(tài)模鍛ZL102合金組織及力學(xué)性能的影響[J]. 房敏,楊志,渠聚鑫,張偉強(qiáng). 塑性工程學(xué)報(bào). 2007(05)
碩士論文
[1]壓鑄AlSi10MgMn合金的組織和力學(xué)性能研究[D]. 劉學(xué)強(qiáng).華中科技大學(xué) 2013
本文編號(hào):3326358
【文章來源】:華中科技大學(xué)湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
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【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
鋁硅二元合金相圖
華 中 科 技 大 學(xué) 碩 士 學(xué) 位 論 文藝采用的擠壓鑄造設(shè)備是直立四柱液壓擠壓機(jī),其為-1 為金屬液擠壓成形的過程示意圖。如需采用重力的金屬液,傾倒于預(yù)熱后的定模中,冷卻 1min 后。如需采用擠壓鑄造,則預(yù)先設(shè)后相應(yīng)的擠壓工藝的定模中,隨后施加壓力(50~200MPa),合上動(dòng)模般鑄件尺寸為 Ф30×90mm。
圖 2-2YH101 系列的電熱鼓風(fēng)干燥箱 圖 2-3 高溫電阻爐本研究中對(duì)合金采用的熱處理方式為 T6 固溶熱處理和 T1 人工時(shí)效熱處理。根據(jù)合金成分和研究,將 T6 熱處理中的固溶溫度設(shè)置為 510~550℃,固溶時(shí)間設(shè)置為 3~5h,并在固溶完成后進(jìn)行 70℃溫水淬火,時(shí)效溫度和時(shí)間分別設(shè)置為 180℃和 8h;將 T1 人工時(shí)效熱處理的時(shí)效溫度設(shè)置為 155℃,時(shí)效時(shí)間設(shè)置為 8~24h,時(shí)效完成后進(jìn)行空冷。試樣采用從實(shí)驗(yàn)所得鑄件上切割的直徑為 9mm的圓柱形試棒,為保證重復(fù)性,對(duì)于同一參數(shù)的熱處理,將選取 3 個(gè)試棒進(jìn)行熱處理。2.4 顯微組織的觀察分析和性能的檢測(cè)2.4.1 金相組織的觀察從鑄件上端中部區(qū)域截取厚約 8mm的試樣,先后在 400#、800#和 1500#的砂紙上進(jìn)行打磨,并用粒度為 3.5 和 2.5 的金剛石研磨膏進(jìn)行拋光,隨后用 0.5%的 HF 溶液進(jìn)行腐蝕,最后在蔡康 DMM-490C 光學(xué)顯微鏡下觀察和拍攝試樣的金相組織,并配合
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期刊論文
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[3]稀土Nd對(duì)鑄造鋁硅合金變質(zhì)作用的長效性及重熔性研究[J]. 檀廷佐,姚正軍,袁燦,徐軍,魏東博. 稀有金屬與硬質(zhì)合金. 2012(02)
[4]Al-Cu-Mg高強(qiáng)鋁合金的研究進(jìn)展[J]. 雷彬彬,周志明,黃偉九,唐麗文. 熱加工工藝. 2012(02)
[5]擠壓鑄造成形體系結(jié)構(gòu)研究[J]. 鄧建新,邵明. 鑄造技術(shù). 2011(12)
[6]Microstructure evolution behavior of AlSi9Cu3 alloy during rheocasting[J]. 郭洪民,劉旭波,楊湘杰,章愛生,劉勇. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2010(S3)
[7]論汽車輕量化[J]. 馬鳴圖,易紅亮,路洪洲,萬鑫銘. 中國工程科學(xué). 2009(09)
[8]汽車輕量化技術(shù)發(fā)展的探討[J]. 廖君. 機(jī)械. 2009(01)
[9]ZL102合金液態(tài)模鍛工藝的研究[J]. 房敏,王鐵軍. 熱加工工藝. 2008(09)
[10]工藝參數(shù)對(duì)液態(tài)模鍛ZL102合金組織及力學(xué)性能的影響[J]. 房敏,楊志,渠聚鑫,張偉強(qiáng). 塑性工程學(xué)報(bào). 2007(05)
碩士論文
[1]壓鑄AlSi10MgMn合金的組織和力學(xué)性能研究[D]. 劉學(xué)強(qiáng).華中科技大學(xué) 2013
本文編號(hào):3326358
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