本文關鍵詞：A356鋁合金輪轂熱處理工藝及沖擊失效分析研究

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【摘要】：隨著世界能源危機的加重,汽車輕量化的需求不斷增強,同時汽車運行過程中的平穩(wěn)性和安全性使得人們對輪轂的沖擊性能提出了更高的要求。在這種背景下,本文對A356鋁合金輪轂進行了熱處理工藝以及沖擊性能的研究工作,為實際鋁合金輪輻的生產提供了理論指導。本文主要研究了固溶處理工藝、時效處理工藝對A356鋁合金力學性能的影響。通過測試鋁合金試樣的拉伸性能,觀察斷口形貌、金相組織及透射組織優(yōu)化出了最佳的熱處理工藝。利用有限元模擬方法分析了鋁合金輪轂在13°沖擊試驗中的薄弱位置,并通過實際的沖擊試驗進行了驗證。對比分析了不用型號不同結構鋁合金輪轂的沖擊性能、斷口形貌、斷口附近的金相組織以及輪輻的拉伸性能,找出了影響鋁合金輪轂沖擊性能的主要因素。分析結果表明,A356鋁合金經540°C固溶處理5 h后,其性能最佳,抗拉強度為268 MPa,屈服強度為150 MPa,延伸率為13.7%。最佳的時效處理工藝為155°C處理4 h,此時,抗拉強度為299 MPa,屈服強度為199 MPa,延伸率為12.8%。雙級時效工藝可以在相對較短的時間里使鋁合金達到較高的強度值和較好的延伸率,這是由于在一級時效處理過程中G.P.區(qū)為后續(xù)β?相的析出提供了有利的形核位置,有效強化了鋁合金基體。13°沖擊試驗結果表明,影響鋁合金輪轂沖擊性能的因素包括輪轂的結構、鑄造質量、組織狀態(tài)等。鑄造過程中產生的縮松缺陷、后續(xù)變質處理不理想、組織中存在共晶硅偏析和針狀鐵相大大削弱了鋁合金輪轂13°沖擊性能。提高鋁合金輪輻的低壓鑄造質量、合理使用變質劑、采用雙輪輻結構或加強輪輻部位可以有效改善沖擊性能。
【關鍵詞】：A356鋁合金 輪轂 固溶處理 時效處理 沖擊性能
【學位授予單位】：燕山大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TG166.3
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 緒論10-26
• 1.1 選題背景10-11
• 1.2 鋁合金輪轂發(fā)展簡介11
• 1.3 鋁合金輪轂的成型方法11-16
• 1.3.1 低壓鑄造成型11-12
• 1.3.2 金屬型重力鑄造成型12-13
• 1.3.3 差壓鑄造成型13-14
• 1.3.4 真空壓鑄成型14
• 1.3.5 擠壓鑄造成型14-15
• 1.3.6 半固態(tài)模鍛成型15-16
• 1.3.7 熱旋壓成型16
• 1.4 A356鋁合金研究現狀16-22
• 1.4.1 A356鋁合金中各化學元素的作用16-18
• 1.4.2 A356鋁合金熱處理強化機理18-20
• 1.4.3 國內鋁合金熱處理工藝研究現狀20-21
• 1.4.4 常見的鋁合金輪轂鑄造缺陷21-22
• 1.5 常用的輪轂安全性檢測手段22-24
• 1.5.1 13 °沖擊試驗22-23
• 1.5.2 動態(tài)徑向疲勞試驗23-24
• 1.5.3 動態(tài)彎曲疲勞試驗24
• 1.6 課題來源及主要研究內容24-26
• 第2章 試驗材料與方法26-30
• 2.1 試驗材料26
• 2.2 熱處理工藝的制定26-27
• 2.3 微觀組織及斷口觀察27
• 2.4 力學性能測試27-28
• 2.5 13°沖擊破壞實驗28-30
• 第3章 不同熱處理工藝對A356鋁合金性能和組織的影響30-42
• 3.1 不同固溶處理工藝對A356鋁合金性能和組織的影響30-34
• 3.2 不同時效工藝對A356鋁合金性能和組織的影響34-40
• 3.3 本章小結40-42
• 第4章 A356鋁合金輪轂 13°沖擊失效研究42-52
• 4.1 A356鋁合金輪轂 13°沖擊失效模擬研究42-43
• 4.2 A356鋁合金輪轂實際 13°沖擊失效分析43-49
• 4.3 改進鑄造A356鋁合金輪轂沖擊性能的建議49-50
• 4.6 本章小結50-52
• 結論52-53
• 參考文獻53-57
• 攻讀碩士學位期間承擔的科研任務與主要成果57-58
• 致謝58

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