本文選題：鋁硅合金 + 合金化��； 參考：《合肥工業(yè)大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：發(fā)動(dòng)機(jī)性能的不斷提高對活塞的耐磨、耐熱等性能也提出了更高的要求,因此需要開發(fā)出性能更高的活塞用鋁硅合金。本文對共晶鋁硅合金和過共晶鋁硅合金(w(Si)=20%),分別進(jìn)行多元合金化成分設(shè)計(jì),通過變質(zhì)處理和熱處理,獲得了高性能鋁硅合金活塞材料。所得的主要結(jié)果和結(jié)論如下:(1)研究了稀土La和Sr對共晶鋁硅合金的變質(zhì)效果和作用。結(jié)果表明:當(dāng)加入1.2%La時(shí),共晶硅從針片狀變?yōu)槎虠U狀,平均尺寸從未變質(zhì)時(shí)的84μm下降為38μm。當(dāng)加入0.06%~0.08%Sr時(shí),共晶硅從針片狀變?yōu)槔w維狀,平均尺寸大幅下降到2μm左右,數(shù)量顯著增加且分布均勻。對于共晶鋁硅合金,Sr具有比稀土La更加優(yōu)異的變質(zhì)效果。(2)研究了多元合金化對共晶鋁硅合金活塞力學(xué)性能的影響。采取Cu、Ni、Mg、Ti、Zn等元素進(jìn)行多元合金化,其中Cu的加入量為3.0%~3.5%,Ni的加入量為1.0%~3.0%。結(jié)果表明:在0.06%的Sr變質(zhì)、510℃固溶6h和185℃時(shí)效6h的條件下,隨著Cu含量的增加,共晶鋁硅合金的室溫強(qiáng)度和高溫強(qiáng)度均大幅度提高,隨著Ni含量的增加,合金室溫性能提高,特別是顯著提高合金的高溫強(qiáng)度。當(dāng)Cu含量為3.5%,Ni含量為2.0%時(shí),共晶鋁硅合金活塞室溫抗拉強(qiáng)度達(dá)到303.06MPa,300℃下高溫抗拉強(qiáng)度達(dá)到137.74MPa,洛氏硬度(HRB)為81.7。(3)研究了熱處理對共晶鋁硅合金活塞組織和性能的影響。結(jié)果表明:固溶熱處理能夠顯著改善共晶硅的形態(tài)和分布。經(jīng)過510℃固溶6h后,共晶硅尺寸變小,棱角趨于圓整。在經(jīng)過185℃時(shí)效6h后,合金強(qiáng)化相數(shù)量增多,分布均勻,棱角圓整,合金硬度升高。(4)研究了P變質(zhì)和P+La復(fù)合變質(zhì)對過共晶鋁硅合金組織的影響。結(jié)果表明:當(dāng)加入0.06%的P時(shí),初晶硅的平均尺寸從未變質(zhì)時(shí)的122μm下降為29μm,形狀因子從未變質(zhì)時(shí)的0.21上升到0.82,且數(shù)量增多,分布均勻。采用0.06%P+0.9%La復(fù)合變質(zhì),能夠?qū)Τ蹙Ч韬凸簿Ч杞M織同時(shí)取得最佳的復(fù)合變質(zhì)效果。(5)研究了多元合金化對過共晶鋁硅合金活塞力學(xué)性能的影響。采取Cu、Ni、Mg、Ti、Zn等元素進(jìn)行多元合金化,其中Cu的加入量為1.0%~3.0%,Ni的加入量為1.0%~1.5%。結(jié)果表明:在0.06%P+0.9%La的復(fù)合變質(zhì)、510℃固溶6h和185℃時(shí)效6h的條件下,隨著Cu含量的增加,共晶鋁硅合金的室溫強(qiáng)度和高溫強(qiáng)度均大幅度提高,隨著Ni含量的增加,合金室溫性能提高,特別是顯著提高合金的高溫強(qiáng)度。當(dāng)Cu含量為3.0%,Ni含量為1.5%時(shí),過共晶鋁硅合金活塞室溫抗拉強(qiáng)度為242.62MPa,300℃高溫抗拉強(qiáng)度為127.95MPa。
[Abstract]:The continuous improvement of engine performance has made higher requirements for the wear-resisting and heat-resistant properties of the piston. Therefore, it is necessary to develop a high performance piston with aluminum silicon alloy. In this paper, the composition of eutectic Al Si alloy and hypereutectic Al Si alloy (w (Si) =20%) was designed, and the high properties were obtained by modification and heat treatment. The main results and conclusions obtained are as follows: (1) the modification effect and effect of rare earth La and Sr on eutectic Al Si alloy are studied. The results show that when 1.2%La is added, the eutectic silicon changes from the needle sheet to the short rod, and the average size of the eutectic silicon is reduced to 38 Mu under the 84 m when the average size never metamorphosed. When 0.06%~0.08%Sr is added, the eutectic silicon is from the needle slice. The shape changed into fiber, the average size dropped to about 2 m, the number increased significantly and the distribution was uniform. For the eutectic Al Si alloy, Sr had more excellent modification effect than the rare earth La. (2) the effect of multiple alloying on the mechanical properties of eutectic Al Si alloy piston was studied. The elements of Cu, Ni, Mg, Ti, Zn and other elements were alloyed in multiple alloying, among which Cu The addition of Ni was 3.0%~3.5%, and the addition of 1.0%~3.0%. showed that the room temperature strength and high temperature strength of the eutectic Al Si alloy increased greatly with the increase of Cu content at 0.06% Sr, 510 C solution 6h and 185 C aging 6h. With the increase of Ni content, the properties of the alloy at room temperature were improved, especially the alloy improved remarkably. When the content of Cu is 3.5% and the content of Ni is 2%, the tensile strength of the eutectic Al Si alloy piston reaches 303.06MPa at room temperature, the tensile strength is 137.74MPa at 300 C, and the Rockwell hardness (HRB) is 81.7. (3). The effect of heat treatment on the microstructure and energy of the eutectic Al Si alloy piston is studied. The results show that the solution heat treatment can significantly improve the total heat treatment. The morphology and distribution of crystalline silicon. After solid solution of 6h at 510 degrees C, the size of eutectic silicon is smaller and the angle tends to round. After aging at 185 C, the amount of the alloy strengthening phase increases, the distribution is uniform, the edges and corners are round and the hardness of the alloy increases. (4) the effect of P modification and P+La composite modification on the microstructure of hypereutectic Al Si alloy is studied. The results show that when 0.06% of P is added to the alloy The average size of the primary silicon decreased to 29 mu m at the time of never metamorphic 122, and the shape factor increased to 0.82 when the shape factor never metamorphosed, and the number increased, and the distribution was uniform. The best composite metamorphism could be obtained by 0.06%P+0.9%La composite modification. (5) the polyalloying of Hypereutectic Al Si was studied. The influence of the mechanical properties of the alloy piston was made by multiple alloying of Cu, Ni, Mg, Ti, Zn and so on. The addition of Cu was 1.0%~3.0%, and the amount of Ni added 1.0%~1.5%. showed that the room temperature strength and height of eutectic Al Si alloy increased with the increase of the content of 0.06%P+0.9%La in the compound metamorphism, the 510 C solid solution 6h and the 185 C aging 6h. The temperature strength of the alloy increases with the increase of Ni content, especially at room temperature. When the content of Cu is 3% and the content of Ni is 1.5%, the tensile strength of the hypereutectic Al Si alloy piston is 242.62MPa at room temperature, and the tensile strength at 300 C is 127.95MPa..
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：U464.133.1;TG146.21

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本文編號(hào)：2006668