鑄造Al-Si合金是輕量化制造領(lǐng)域的基本材料,廣泛應(yīng)用于汽車工業(yè)、航空航天和儀器儀表等領(lǐng)域。Ca在鑄造Al-Si合金中難以避免,且其含量會在鋁回收過程中不斷累積。因Ca具有抑制P變質(zhì)、降低合金補縮性、破壞氧化膜增加吸氣等不利影響,故通常被認(rèn)為是雜質(zhì)元素。為消除Ca的危害,一般采用溶劑法或氣體法降低其含量,這將導(dǎo)致原鋁流失和氯氣污染。因此,如何消除Ca元素的有害作用,或?qū)⑵溆泻ψ饔糜幸婊?最大限度地發(fā)揮Ca元素的積極作用已成為鋁合金材料制備與應(yīng)用中的熱點問題。本文基于Ca元素自身特點和對傳統(tǒng)除鈣方法局限性的分析,提出了Ca處理的新思路——Ca元素有益化,即將Ca元素視為變質(zhì)元素,變“除鈣,”為“用鈣”。利用光譜分析(OES)、光學(xué)顯微鏡(OM)、定量金相分析、掃描電子顯微鏡(SEM)、能譜分析(EDS)、X射線衍射分析(XRD)和差熱掃描分析(DSC)等手段,研究了單一Ca在鑄造Al-Si合金中的變質(zhì)作用,并探討了Ca與Ti、Mn、Sr元元素的交互作用規(guī)律,揭示了鑄造Al-Si合金中Ca的細(xì)化變質(zhì)機(jī)制以及Ca與Ti、Mn、Sr等元素的有益化交互作用機(jī)制。研究了單獨添加Ca對亞共晶Al-S...

【文章頁數(shù)】：170 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
致謝
摘要
ABSTRACT
1 緒論
    1.1 課題研究背景及意義
    1.2 Ca在Al-Si合金中的作用
        1.2.1 Al-Si合金的組織特點
        1.2.2 Ca對Al-Si合金中的有益影響
    1.3 Al-Si合金變質(zhì)處理
        1.3.1 初生硅相變質(zhì)的研究現(xiàn)狀
        1.3.2 共晶硅相變質(zhì)的研究現(xiàn)狀
        1.3.3 初生α-Al相變質(zhì)的研究現(xiàn)狀
        1.3.4 富Fe相變質(zhì)的研究現(xiàn)狀
    1.4 Al-Si合金細(xì)化變質(zhì)機(jī)制
        1.4.1 異質(zhì)形核機(jī)制
        1.4.2 成分過冷機(jī)制
        1.4.3 孿晶凹槽毒化機(jī)制
        1.4.4 雜質(zhì)誘導(dǎo)孿晶機(jī)制
    1.5 研究內(nèi)容
    1.6 創(chuàng)新點
2 技術(shù)路線和實驗方法
    2.1 技術(shù)路線
    2.2 實驗材料
    2.3 合金熔煉及取樣
    2.4 成分測定與組織觀察
        2.4.1 成分測定
        2.4.2 組織觀測試樣制備
        2.4.3 組織觀察與測量(OM、SEM、EDS)
        2.4.4 X射線衍射分析(XRD)
        2.4.5 差熱分析(DSC)
    2.5 力學(xué)性能測試
        2.5.1 硬度測試
        2.5.2 拉伸性能測試
3 Ca在Al-Si合金中的獨立變質(zhì)行為研究
    3.1 Ca在亞共晶Al-Si合金中的獨立變質(zhì)行為研究
        3.1.1 化學(xué)成分變化規(guī)律
        3.1.2 微觀組織變化規(guī)律
        3.1.3 Ca對力學(xué)性能的影響
    3.2 Ca在過共晶Al-Si合金中的獨立變質(zhì)行為研究
        3.2.1 化學(xué)成分變化規(guī)律
        3.2.2 微觀組織變化規(guī)律
        3.2.3 Ca對力學(xué)性能的影響
    3.3 Ca在Al-Si合金中的變質(zhì)機(jī)制研究
        3.3.1 Ca對初生硅相的細(xì)化機(jī)制
        3.3.2 Ca對共晶硅相的變質(zhì)機(jī)制
        3.3.3 Ca對α-Al相的變質(zhì)機(jī)制
    3.4 本章小結(jié)
4 Ca與微量元素間的復(fù)合變質(zhì)作用
    4.1 Ca-Ti在A356鋁合金中的交互作用
        4.1.1 Ca-Ti對化學(xué)成分的影響
        4.1.2 Ca-Ti對微觀組織的影響
        4.1.3 Ca-Ti對力學(xué)性能的復(fù)合變質(zhì)作用
    4.2 Ca-Mn在A356鋁合金中的交互作用
        4.2.1 Ca-Mn對化學(xué)成分的影響
        4.2.2 Ca-Mn對微觀組織的影響
        4.2.3 Ca-Mn對力學(xué)性能的復(fù)合變質(zhì)作用
    4.3 Ca-Sr在A356鋁合金中的交互作用
        4.3.1 Ca-Sr對化學(xué)成分的影響
        4.3.2 Ca-Sr對微觀組織的影響
        4.3.3 Ca-Sr對力學(xué)性能的復(fù)合變質(zhì)作用
    4.4 本章小結(jié)
5 Ca-Sr在過共晶Al-Si合金中的復(fù)合變質(zhì)行為研究
    5.1 Ca-Sr摩爾比對A390鋁合金復(fù)合變質(zhì)的影響
        5.1.1 Ca-Sr摩爾比對化學(xué)成分的影響
        5.1.2 Ca-Sr摩爾比對微觀組織的影響
        5.1.3 Ca-Sr摩爾比對力學(xué)性能的影響
    5.2 熔體保溫時間對A390鋁合金復(fù)合變質(zhì)的影響
        5.2.1 熔體保溫時間對化學(xué)成分的影響
        5.2.2 熔體保溫時間對微觀組織的影響
    5.3 本章小結(jié)
6 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
作者簡歷及攻讀博士學(xué)位期間取得的研究成果
學(xué)位論文數(shù)據(jù)集



本文編號：3755550