高強(qiáng)韌壓鑄Al-Si(Mg)合金組織與性能研究
發(fā)布時(shí)間:2021-11-11 18:57
為了降低汽車尾氣排放量和提高新能源汽車?yán)m(xù)航里程,汽車減重已經(jīng)成為整個(gè)行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì),而采用鋁合金代替?zhèn)鹘y(tǒng)鋼鐵已成為汽車輕量化的重要舉措。壓力鑄造作為一種近凈成形技術(shù)可直接用于生產(chǎn)結(jié)構(gòu)復(fù)雜的汽車零部件,極大的提高生產(chǎn)效率。然而國內(nèi)關(guān)于商用壓鑄鋁合金的研究才處于起步階段,無法滿足汽車結(jié)構(gòu)件對(duì)于合金力學(xué)性能和壓鑄性能的要求。本課題以Al-Si(Mg)合金作為基礎(chǔ)合金,系統(tǒng)的研究了在壓力鑄造這種高壓快冷非平衡凝固條件下,微量元素合金化以及主合金元素Mg、Si質(zhì)量比對(duì)合金組織及性能的影響規(guī)律。試驗(yàn)結(jié)果表明Al-Si合金中共晶Si強(qiáng)化效果很弱,Si含量由5%增加至12%,合金屈服強(qiáng)度僅增加40MPa。Sr的加入能夠?qū)l狀共晶Si形貌轉(zhuǎn)變?yōu)樯汉鳡?有利于提高合金延伸率。經(jīng)過Sr變質(zhì)的Al-9Si-0.6Mn合金具有最優(yōu)的強(qiáng)韌性,但是其強(qiáng)度較低,微量Mg的加入能夠與Si結(jié)合生成硬而脆的Mg2Si相,合金屈服強(qiáng)度顯著提升至161MPa,但是塑性下降至7.8%。Al-Mg合金強(qiáng)化方式主要為固溶強(qiáng)化和彌散強(qiáng)化,其綜合力學(xué)性能優(yōu)良,但是鑄造性能較差,必須加入Si進(jìn)行改善。Al-Mg-Si...
【文章來源】:上海交通大學(xué)上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:82 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
鋁合金形變和鑄造區(qū)域圖
上海交通大學(xué)碩士學(xué)位論文也會(huì)加劇該缺陷的形成[18],只能通過工藝的調(diào)整來降低氣孔數(shù)量和尺寸。壓鑄件加熱到較高溫度時(shí)內(nèi)部的氣體會(huì)發(fā)生膨脹逸出,導(dǎo)致零件表面起泡,容易產(chǎn)生變形,力學(xué)性能和表面質(zhì)量顯著下降。因此,壓鑄件極少在很高溫度下進(jìn)行熱處理,使其應(yīng)用范圍存在一定的局限性[19, 20]。定模
凸?討饕?殖傷母黿錐危海?)澆注與金屬液堆積階段(圖1-3a):熔煉爐中的金屬熔體在設(shè)定的澆注溫度下澆入壓室中,壓射沖頭緩慢推動(dòng)金屬液向模具內(nèi)澆口堆積。為了使金屬液能夠平穩(wěn)流動(dòng),有效的排出壓室中的氣體,減少熔體的卷氣量,該過程壓射沖頭速度較低;(2)金屬液充填型腔階段(圖1-3b):壓射沖頭速度很快,能夠推動(dòng)熔體迅速充填型腔,該階段也被稱為高速充型階段。熔體的充填速度能夠極大的影響充型時(shí)間,充型時(shí)間過長會(huì)使金屬液溫度下降太多,導(dǎo)致金屬液過早凝固而堵塞澆道;(3)增壓階段(圖 1-3c):經(jīng)過充型階段,金屬液已經(jīng)充滿型腔,但是由于熔體凝固收縮會(huì)使鑄件內(nèi)部形成縮孔和縮松,為了獲得組織致密的壓鑄件,提高產(chǎn)品的內(nèi)部質(zhì)量,必須在金屬液完全凝沖頭熔體壓室定模動(dòng)模型腔
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]Microstructure and Mechanical Properties of TiB-Containing Al–Zn Binary Alloys[J]. Sang-Soo Shin,Gil-Yong Yeom,Tae-Yang Kwak,Ik-Min Park. Journal of Materials Science & Technology. 2016(07)
[2]汽車輕量化及鋁合金在現(xiàn)代汽車生產(chǎn)中的應(yīng)用[J]. 鄭暉,趙曦雅. 鍛壓技術(shù). 2016(02)
[3]真空度對(duì)壓鑄AZ91D鎂合金組織和力學(xué)性能的影響[J]. 張鈺筆,李德江,胡斌,曾小勤. 特種鑄造及有色合金. 2016(01)
[4]Microstructure,Mechanical Properties and Die-Filling Behavior of High-Performance Die-Cast Al-Mg-Si-Mn Alloy[J]. Zu-Qi Hu,Xin-Jian Zhang,Shu-Sen Wu. Acta Metallurgica Sinica(English Letters). 2015(11)
[5]Sr對(duì)鑄態(tài)Al-7Si-Mg合金組織和力學(xué)性能的影響[J]. 李豹,張志峰,王志剛,湯孟歐,魏尊杰,徐駿. 特種鑄造及有色合金. 2013(08)
[6]鑄造Al-Mg-Mn合金的顯微組織及力學(xué)性能[J]. 孫景旺,王渠東,丁文江. 特種鑄造及有色合金. 2012(01)
[7]Mn和Cr對(duì)Al-Mg-Si-Cu合金組織及性能的影響[J]. 李海,史志欣,王芝秀,王秀麗,鄭子樵. 材料熱處理學(xué)報(bào). 2011(10)
[8]均勻化對(duì)新型Al-Mg-Mn(Er)合金組織性能的影響[J]. 何立子,李謝華,張海濤,崔建忠. 稀有金屬材料與工程. 2010(S1)
[9]Cr和Mo對(duì)過共晶Al-Si合金組織與性能的影響[J]. 李潤霞,于洪江,袁曉光,黃宏軍,陳玉金. 鑄造. 2009(08)
[10]壓射速度對(duì)壓鑄Al-10%Si合金組織與性能的影響[J]. 黃曉鋒,田載友,曹喜娟,朱凱. 中國鑄造裝備與技術(shù). 2009(01)
博士論文
[1]高強(qiáng)韌壓鑄Al-Mg-Si-Mn合金的疲勞行為及腐蝕性能研究[D]. 胡祖麒.華中科技大學(xué) 2014
[2]Al-Mg合金高壓凝固組織與相演變研究[D]. 王振玲.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2007
碩士論文
[1]壓鑄Al-10Si-0.3Mg合金的組織和力學(xué)性能研究[D]. 江媛媛.重慶大學(xué) 2016
[2]鑄造Al-11.9Si-3.5Cu-1.7Ni-0.8Mg鋁合金熱處理工藝及力學(xué)性能研究[D]. 汪光亮.上海交通大學(xué) 2015
[3]Sr加入量及微量Cu元素對(duì)A357合金組織和性能的影響[D]. 張洋.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2010
[4]高硅鋁基合金壓鑄工藝及性能的研究[D]. 田載友.蘭州理工大學(xué) 2009
本文編號(hào):3489350
【文章來源】:上海交通大學(xué)上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:82 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
鋁合金形變和鑄造區(qū)域圖
上海交通大學(xué)碩士學(xué)位論文也會(huì)加劇該缺陷的形成[18],只能通過工藝的調(diào)整來降低氣孔數(shù)量和尺寸。壓鑄件加熱到較高溫度時(shí)內(nèi)部的氣體會(huì)發(fā)生膨脹逸出,導(dǎo)致零件表面起泡,容易產(chǎn)生變形,力學(xué)性能和表面質(zhì)量顯著下降。因此,壓鑄件極少在很高溫度下進(jìn)行熱處理,使其應(yīng)用范圍存在一定的局限性[19, 20]。定模
凸?討饕?殖傷母黿錐危海?)澆注與金屬液堆積階段(圖1-3a):熔煉爐中的金屬熔體在設(shè)定的澆注溫度下澆入壓室中,壓射沖頭緩慢推動(dòng)金屬液向模具內(nèi)澆口堆積。為了使金屬液能夠平穩(wěn)流動(dòng),有效的排出壓室中的氣體,減少熔體的卷氣量,該過程壓射沖頭速度較低;(2)金屬液充填型腔階段(圖1-3b):壓射沖頭速度很快,能夠推動(dòng)熔體迅速充填型腔,該階段也被稱為高速充型階段。熔體的充填速度能夠極大的影響充型時(shí)間,充型時(shí)間過長會(huì)使金屬液溫度下降太多,導(dǎo)致金屬液過早凝固而堵塞澆道;(3)增壓階段(圖 1-3c):經(jīng)過充型階段,金屬液已經(jīng)充滿型腔,但是由于熔體凝固收縮會(huì)使鑄件內(nèi)部形成縮孔和縮松,為了獲得組織致密的壓鑄件,提高產(chǎn)品的內(nèi)部質(zhì)量,必須在金屬液完全凝沖頭熔體壓室定模動(dòng)模型腔
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]Microstructure and Mechanical Properties of TiB-Containing Al–Zn Binary Alloys[J]. Sang-Soo Shin,Gil-Yong Yeom,Tae-Yang Kwak,Ik-Min Park. Journal of Materials Science & Technology. 2016(07)
[2]汽車輕量化及鋁合金在現(xiàn)代汽車生產(chǎn)中的應(yīng)用[J]. 鄭暉,趙曦雅. 鍛壓技術(shù). 2016(02)
[3]真空度對(duì)壓鑄AZ91D鎂合金組織和力學(xué)性能的影響[J]. 張鈺筆,李德江,胡斌,曾小勤. 特種鑄造及有色合金. 2016(01)
[4]Microstructure,Mechanical Properties and Die-Filling Behavior of High-Performance Die-Cast Al-Mg-Si-Mn Alloy[J]. Zu-Qi Hu,Xin-Jian Zhang,Shu-Sen Wu. Acta Metallurgica Sinica(English Letters). 2015(11)
[5]Sr對(duì)鑄態(tài)Al-7Si-Mg合金組織和力學(xué)性能的影響[J]. 李豹,張志峰,王志剛,湯孟歐,魏尊杰,徐駿. 特種鑄造及有色合金. 2013(08)
[6]鑄造Al-Mg-Mn合金的顯微組織及力學(xué)性能[J]. 孫景旺,王渠東,丁文江. 特種鑄造及有色合金. 2012(01)
[7]Mn和Cr對(duì)Al-Mg-Si-Cu合金組織及性能的影響[J]. 李海,史志欣,王芝秀,王秀麗,鄭子樵. 材料熱處理學(xué)報(bào). 2011(10)
[8]均勻化對(duì)新型Al-Mg-Mn(Er)合金組織性能的影響[J]. 何立子,李謝華,張海濤,崔建忠. 稀有金屬材料與工程. 2010(S1)
[9]Cr和Mo對(duì)過共晶Al-Si合金組織與性能的影響[J]. 李潤霞,于洪江,袁曉光,黃宏軍,陳玉金. 鑄造. 2009(08)
[10]壓射速度對(duì)壓鑄Al-10%Si合金組織與性能的影響[J]. 黃曉鋒,田載友,曹喜娟,朱凱. 中國鑄造裝備與技術(shù). 2009(01)
博士論文
[1]高強(qiáng)韌壓鑄Al-Mg-Si-Mn合金的疲勞行為及腐蝕性能研究[D]. 胡祖麒.華中科技大學(xué) 2014
[2]Al-Mg合金高壓凝固組織與相演變研究[D]. 王振玲.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2007
碩士論文
[1]壓鑄Al-10Si-0.3Mg合金的組織和力學(xué)性能研究[D]. 江媛媛.重慶大學(xué) 2016
[2]鑄造Al-11.9Si-3.5Cu-1.7Ni-0.8Mg鋁合金熱處理工藝及力學(xué)性能研究[D]. 汪光亮.上海交通大學(xué) 2015
[3]Sr加入量及微量Cu元素對(duì)A357合金組織和性能的影響[D]. 張洋.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2010
[4]高硅鋁基合金壓鑄工藝及性能的研究[D]. 田載友.蘭州理工大學(xué) 2009
本文編號(hào):3489350
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