本文關(guān)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(jī)的加重,汽車(chē)輕量化的需求不斷增強(qiáng),同時(shí)汽車(chē)運(yùn)行過(guò)程中的平穩(wěn)性和安全性使得人們對(duì)輪轂的沖擊性能提出了更高的要求。在這種背景下,本文對(duì)A356鋁合金輪轂進(jìn)行了熱處理工藝以及沖擊性能的研究工作,為實(shí)際鋁合金輪輻的生產(chǎn)提供了理論指導(dǎo)。本文主要研究了固溶處理工藝、時(shí)效處理工藝對(duì)A356鋁合金力學(xué)性能的影響。通過(guò)測(cè)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(yàn)中的薄弱位置,并通過(guò)實(shí)際的沖擊試驗(yàn)進(jìn)行了驗(yàn)證。對(duì)比分析了不用型號(hào)不同結(jié)構(gòu)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(jié)果表明,A356鋁合金經(jīng)540°C固溶處理5 h后,其性能最佳,抗拉強(qiáng)度為268 MPa,屈服強(qiáng)度為150 MPa,延伸率為13.7%。最佳的時(shí)效處理工藝為155°C處理4 h,此時(shí),抗拉強(qiáng)度為299 MPa,屈服強(qiáng)度為199 MPa,延伸率為12.8%。雙級(jí)時(shí)效工藝可以在相對(duì)較短的時(shí)間里使鋁合金達(dá)到較高的強(qiáng)度值和較好的延伸率,這是由于在一級(jí)時(shí)效處理過(guò)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(qiáng)化了鋁合金基體。13°沖擊試驗(yàn)結(jié)果表明,影響鋁合金輪轂沖擊性能的因素包括輪轂的結(jié)構(gòu)、鑄造質(zhì)量、組織狀態(tài)等。鑄造過(guò)程中產(chǎn)生的縮松缺陷、后續(xù)變質(zhì)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(zhì)量、合理使用變質(zhì)劑、采用雙輪輻結(jié)構(gòu)或加強(qiáng)輪輻部位可以有效改善沖擊性能。
【關(guān)鍵詞】：A356鋁合金 輪轂 固溶處理 時(shí)效處理 沖擊性能
【學(xué)位授予單位】：燕山大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：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(jiǎn)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(xiàn)狀16-22
• 1.4.1 A356鋁合金中各化學(xué)元素的作用16-18
• 1.4.2 A356鋁合金熱處理強(qiáng)化機(jī)理18-20
• 1.4.3 國(guó)內(nèi)鋁合金熱處理工藝研究現(xiàn)狀20-21
• 1.4.4 常見(jiàn)的鋁合金輪轂鑄造缺陷21-22
• 1.5 常用的輪轂安全性檢測(cè)手段22-24
• 1.5.1 13 °沖擊試驗(yàn)22-23
• 1.5.2 動(dòng)態(tài)徑向疲勞試驗(yàn)23-24
• 1.5.3 動(dòng)態(tài)彎曲疲勞試驗(yàn)24
• 1.6 課題來(lái)源及主要研究?jī)?nèi)容24-26
• 第2章 試驗(yàn)材料與方法26-30
• 2.1 試驗(yàn)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(xué)性能測(cè)試27-28
• 2.5 13°沖擊破壞實(shí)驗(yàn)28-30
• 第3章 不同熱處理工藝對(duì)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(duì)A356鋁合金性能和組織的影響30-34
• 3.2 不同時(shí)效工藝對(duì)A356鋁合金性能和組織的影響34-40
• 3.3 本章小結(jié)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(shí)際 13°沖擊失效分析43-49
• 4.3 改進(jìn)鑄造A356鋁合金輪轂沖擊性能的建議49-50
• 4.6 本章小結(jié)50-52
• 結(jié)論52-53
• 參考文獻(xiàn)53-57
• 攻讀碩士學(xué)位期間承擔(dān)的科研任務(wù)與主要成果57-58
• 致謝58

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