【摘要】：內(nèi)燃機作為交通運輸領域的動力核心,在現(xiàn)代化的生產(chǎn)生活中,作用非同一般�；钊鳛閮�(nèi)燃機的重要核心部件,其作用是通過的燃料的爆發(fā)燃燒將熱能轉(zhuǎn)化為動能,從而為機車提供動力。其所處的高溫、高壓、循環(huán)交變載荷的復雜工作環(huán)境,要求活塞材料必須具有良好的高溫強度、尺寸穩(wěn)定性等優(yōu)異的綜合性能,以防止由于材料性能不能滿足整個服役周期要求,而造成活塞磨損、斷裂,進而造成發(fā)動機內(nèi)其他部件被損壞,或產(chǎn)生燒機油、拉缸等嚴重故障。多變復雜的工作環(huán)境對活塞材料的要求包括:質(zhì)輕、良好的高溫尺寸穩(wěn)定性、耐磨性、優(yōu)異的強度、硬度。目前,鑄造鋁硅合金憑借其較好的綜合性能成為制造活塞的首選材質(zhì)。晶粒變小,可以使材料的強度和延伸率得到提高,在活塞鑄造成型過程中良好的晶粒細化,可使活塞鋁硅合金的機械性能得到進一步增強、并延長活塞的服役期限。目前,鋁活塞鑄造生產(chǎn)過程中應用最為廣泛的晶粒細化方法是向鋁活塞合金熔體中添加鋁鈦硼中間合金。為提高細化效率,本研究通過在線加入的方法,研究細化劑對不同硅含量(含12wt.%Si的BH135+合金及含9wt.%Si的BH112A合金)材料,不同部位的組織內(nèi)各種組成相的影響,以及對常溫和高溫抗拉強度的影響。實驗結(jié)果表明,不同的A15Ti1B絲加入量對兩種合金都有著較為明顯的細化晶粒的作用。在本研究范圍內(nèi),按鑄件重量比例為0.5‰的細化劑加入量,表現(xiàn)出了較好的細化效果。A15Ti1B絲細化劑的加入,使得共晶型的BH135+材料的初晶硅,還有BH135+、BH112A兩種材料合金內(nèi)的金屬間化合物的尺寸都有一定程度的減小;其中,鑄件厚大處初晶硅和金屬間化合物減小的效果比薄壁處更明顯。而且,加入細化劑后,BH135+材料的厚大部位,金屬間化合物的形態(tài)由長條狀居多,變?yōu)殚L條狀與團塊狀基本各占一半。BH112A合金材料,在加入細化劑后,除了 α-Al的尺寸明顯減小外,共晶硅在基體中的彌散情況比不加細化劑時更好。為了探究A15Ti1B細化劑的加入對Al-Si合金熔體產(chǎn)生何種影響,使用熱分析儀進行了熔體凝固實驗,試驗結(jié)果表明,細化劑加入BH135+合金熔體后,減小了液相線—固相線的溫差,使得初晶硅長大的溫度區(qū)間比不加時有了一定程度的減小,是導致初晶硅尺寸變小的一個原因。加入A15Ti1B細化劑后,BH135+材料的常溫抗拉強度及延仲率都有所提高。在BH135+材料鑄件的薄壁拉伸試樣斷口處,發(fā)現(xiàn)有部分初晶硅存在與基體脫粘的現(xiàn)象(常溫與高溫斷口處都有),但在鑄件厚大處的試樣斷口處沒有發(fā)現(xiàn)此種情況,金屬間化合物與Al-Si共晶體呈現(xiàn)脆性斷裂的特征;材料的高溫強度、延伸率也并沒有因為添加細化劑而有大的提高;BH112A材料在高溫(300℃)下拉伸時,α-Al變形程度比常溫下嚴重,韌窩明顯,加入細化劑前后,金屬間化合物與Al-Si共晶體均呈現(xiàn)脆性斷裂的特征,抗拉強度和延伸率都有小幅提高。本研究采用的在線加入鋁鈦硼絲添加方式,使用自動喂絲機在鋁水澆注時加入,利用熔體澆注的攪拌作用使細化劑中的有效形核核心分布均勻,又防止了由于細化核心粒子沉降導致的細化衰退。
【圖文】：

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【學位授予單位】：山東大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TG146.21;TK405

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本文編號：2623537