本文關(guān)鍵詞：合金元素及冷卻速度對(duì)過共晶鋁硅合金凝固組織的影響，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：過共晶鋁硅合金具有低密度、高硬度、耐磨、耐高溫等良好的機(jī)械性能。但是過共晶Al-Si合金組織中大塊狀的初生硅呈尖角狀、共晶硅呈粗大針狀,在受到外力的作用下,其尖角處造成應(yīng)力集中,出現(xiàn)裂紋,且裂紋沿粗大針狀共晶硅組織晶界擴(kuò)展,導(dǎo)致組織斷裂,極大限制了過共晶鋁硅合金的實(shí)際應(yīng)用。本文在前人研究的基礎(chǔ)上,向過共晶鋁硅合金中加入3.4%Zr、3.0%Mn、2.0%V、1.0%Cr-1.5%Ti合金元素,并采用砂型、金屬型、水冷金屬型三種不同的冷卻方式冷卻,研究合金元素及冷卻速度對(duì)過共晶鋁硅合金凝固組織的影響。本實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果表明,在砂型、金屬型、水冷金屬型冷卻條件下,3.4%Zr、3.0%Mn、2.0%V合金元素均會(huì)減弱Al-20%Si合金的P變質(zhì)效果,使初生Si個(gè)數(shù)減少、尺寸增大。在過共晶鋁硅合金中加入3.4%Zr后,初生Si之間形成顆粒狀共晶硅Si相,且隨著冷卻速度加快,�；Ч用黠@;在過共晶鋁硅合金中加入3.0%Mn后,只有在水冷金屬型冷卻的條件下才出現(xiàn)顆粒狀Si相,在砂型和金屬型冷卻的條件下并未出現(xiàn)顆粒狀共晶硅;2.0%V對(duì)過共晶鋁硅合金中共晶硅相起到了細(xì)化的作用,但不能使共晶硅顆�；�。在砂型、金屬型、水冷金屬型冷卻條件下,3.4%Zr對(duì)過共晶鋁硅合金中α相的影響并不明顯;在不同的冷卻條件下,3.0%Mn均可促使Al-Si合金中等軸狀α相形成,α相得到細(xì)化;2.0%V在不同冷卻條件下均會(huì)增加α相在凝固組織中所占的比例。對(duì)于Al-25%Si合金,經(jīng)1.0%Cr-1.5%Ti復(fù)合變質(zhì)后,砂型、金屬型和水冷金屬型的凝固組織中初生Si的尺寸減小12.24%-51.65%。凝固過程中初生Si之間形成的含Cr化合物阻止初生Si的聚集,促使初生Si分布的均勻程度增加;含Cr、Ti化合物的數(shù)量隨冷卻速度加快而增多。
【關(guān)鍵詞】：過共晶鋁硅合金 合金元素 冷卻速度 Si相 α相
【學(xué)位授予單位】：遼寧工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TG111.4;TG146.21
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 1 緒論10-22
• 1.1 過共晶鋁硅合金的概述10
• 1.2 過共晶鋁硅合金中Si相的細(xì)化方法10-16
• 1.2.1 半固態(tài)處理10-11
• 1.2.2 熔體熱處理與混合處理11
• 1.2.3 外場(chǎng)處理11-13
• 1.2.4 噴射成型與霧化沉積13
• 1.2.5 快速凝固13-14
• 1.2.6 變質(zhì)處理14-16
• 1.3 初生 α-Al的細(xì)化16-19
• 1.4 過共晶鋁硅合金存在的問題19-21
• 1.5 選題目的與研究?jī)?nèi)容21-22
• 1.5.1 選題目的21
• 1.5.2 研究?jī)?nèi)容21-22
• 2 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與方法22-24
• 2.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/span>22
• 2.2 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容22
• 2.2.1 單一合金元素及冷卻速度對(duì)Al-Si合金凝固組織的影響22
• 2.2.2 Cr-Ti復(fù)合合金元素對(duì)過共晶Al-25%Si合金凝固組織的影響22
• 2.3 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與方法22-24
• 2.3.1 單一合金元素及冷卻速度對(duì)過共晶鋁硅合金凝固組織影響的實(shí)驗(yàn)過程22
• 2.3.2 Cr-Ti復(fù)合合金元素對(duì)過共晶鋁硅合金凝固組織影響的實(shí)驗(yàn)過程22-24
• 3 合金元素Zr及冷卻速度對(duì)過共晶鋁硅合金凝固組織的影響24-31
• 3.1 Zr對(duì)Al-20%Si合金凝固組織的影響24-27
• 3.1.1 Zr對(duì)初生硅的影響25-26
• 3.1.2 Zr對(duì)共晶硅的影響26
• 3.1.3 Zr對(duì) α-Al相的影響26
• 3.1.4 富Zr相26-27
• 3.2 冷卻速度對(duì)Al-20%Si合金凝固組織的影響27-28
• 3.2.1 冷卻速度對(duì)初生硅的影響27
• 3.2.2 冷卻速度對(duì)共晶硅的影響27
• 3.2.3 冷卻速度對(duì) α-Al相的影響27-28
• 3.3 冷卻速度對(duì)Al-20%Si-3.4%Zr合金凝固組織的影響28
• 3.3.1 冷卻速度對(duì)初生硅的影響28
• 3.3.2 冷卻速度對(duì)共晶硅的影響28
• 3.3.3 冷卻速度對(duì) α-Al相的影響28
• 3.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析28-30
• 3.4.1 Zr在Al-Si合金中的化學(xué)反應(yīng)過程28-29
• 3.4.2 Zr削弱P變質(zhì)效果29
• 3.4.3 ZrP難以成為Si相的形核核心29-30
• 3.4.4 Zr使P變質(zhì)后的Al-20%Si合金得到離異共晶組織30
• 3.5 小結(jié)30-31
• 4 合金元素Mn及冷卻速度對(duì)過共晶鋁硅合金凝固組織的影響31-41
• 4.1 Mn對(duì)Al-20%Si合金凝固組織的影響31-32
• 4.1.1 Mn對(duì)初生硅的影響32
• 4.1.2 Mn對(duì)共晶硅的影響32
• 4.1.3 Mn對(duì) α-Al相的影響32
• 4.1.4 組織中的富Mn相32
• 4.2 冷卻速度對(duì)Al-20%Si-3.0%Mn合金凝固組織的影響32-37
• 4.2.1 冷卻速度對(duì)初生硅的影響32-34
• 4.2.2 冷卻速度對(duì)共晶硅的影響34-36
• 4.2.3 冷卻速度對(duì) α-Al相的影響36-37
• 4.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析37-40
• 4.3.1 Mn使 α 相固液界面前沿熔體過冷度增大37-38
• 4.3.2 Mn促使Al-Si合金中等軸狀 α 相析出過程38-39
• 4.3.3 Mn使Al-Si合金共晶Si等軸化機(jī)理39-40
• 4.4 小結(jié)40-41
• 5 合金元素V及冷卻速度對(duì)過共晶鋁硅合金凝固組織的影響41-49
• 5.1 V對(duì)Al-20%Si合金凝固組織的影響41-44
• 5.1.1 V對(duì)初生硅的影響42
• 5.1.2 V對(duì)共晶硅的影響42
• 5.1.3 V對(duì) α-Al相的影響42-43
• 5.1.4 組織中的富V相43-44
• 5.2 冷卻速度對(duì)Al-20%Si-2.0%V合金凝固組織的影響44-47
• 5.2.1 冷卻速度對(duì)初生硅的影響44-45
• 5.2.2 冷卻速度對(duì)共晶硅的影響45-47
• 5.2.3 冷卻速度對(duì) α-Al相的影響47
• 5.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析47-48
• 5.3.1 初生硅依附富V生長(zhǎng)，初生硅長(zhǎng)大47
• 5.3.2 共晶硅和 α-Al相細(xì)化47-48
• 5.4 小結(jié)48-49
• 6 Cr-Ti復(fù)合變質(zhì)及冷卻速度對(duì)過共晶鋁硅合金凝固組織的影響49-55
• 6.1 Cr-Ti對(duì)Al-25%Si合金凝固組織的影響50
• 6.2 富Cr、Ti相50
• 6.3 凝固組織中各相的數(shù)量50-51
• 6.4 Al-25%合金加Cr-Ti元素后的凝固過程51-52
• 6.5 討論52-54
• 6.5.1 TiAl3對(duì)初生Si具有一定的細(xì)化能力52-53
• 6.5.2 TiAl3促使初生Si持續(xù)析出53
• 6.5.3 Cr-Ti使初生Si分布均勻的機(jī)理分析53-54
• 6.5.4 Cr-Ti改變組織組成物比例機(jī)理54
• 6.6 小結(jié)54-55
• 7 結(jié)論55-56
• 參考文獻(xiàn)56-60
• 致謝60-61
• 附錄 數(shù)據(jù)測(cè)量結(jié)果61-71

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