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  本文關鍵詞：懸浮鑄造、半固態(tài)鑄造與固液混合鑄造，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《南京理工大學》 2009年

熱處理對擠壓態(tài)高硅鋁合金初生硅形態(tài)影響的研究

孫虎  

【摘要】： 高硅鋁合金具有密度小、強度高、耐磨性好、良好的尺寸穩(wěn)定性等優(yōu)點,但是由于高硅鋁合金中存在著粗大的初生硅,嚴重割裂了基體,惡化了材料的性能,限制了其工業(yè)應用。目前主要通過變質(zhì)處理、半固態(tài)技術、懸浮鑄造等來改善初生硅形態(tài),但是這些手段存在效果不佳或是技術條件復雜、成本過高等缺點,不適合大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)。針對高硅鋁合金初生硅組織多以板片狀存在,并且分布不均勻,本文旨在通過對兩種成分的高硅鋁合金Al-25%Si以及Al-30%Si合金進行擠壓變形來細化晶粒,使初生硅較均勻的分布,并且通過擴散加熱、二次加熱等手段以求獲得細小圓整的初生硅顆粒,并對比具體的細化效果。 研究表明:擠壓變形可以顯著改善初生硅的組織形態(tài),擠壓前合金中存在縮孔的大塊初生硅、有搭接的板片狀初生硅、五星瓣狀的初生硅在擠壓時會因相互碰撞而發(fā)生斷裂,同時在擠壓時初生硅會發(fā)生長大的現(xiàn)象,含有更多粗大的初生硅的Al-30%Si合金的細化效果優(yōu)于Al-25%Si合金;通過擴散加熱處理,發(fā)現(xiàn)隨著擴散加熱溫度的提高、保溫時間的延長初生硅會逐漸長大,并且初生硅會發(fā)生鈍化的現(xiàn)象,但是保溫時間過長時初生硅出現(xiàn)搭接的現(xiàn)象,反而惡化初生硅的形態(tài);在二次加熱過程中,合金組織經(jīng)歷了共晶硅熔斷、在未熔化α相的間隙中少量液相形成、液相體積擴大包圍α相、α相完全熔化形成液相與初生硅顆粒共存的組織等幾個階段,在二次加熱中初生硅會發(fā)生顯著球化;二次加熱對初生硅改善效果優(yōu)于擴散加熱的效果,但擴散加熱后再進行二次加熱時初生硅球化現(xiàn)象更明顯,所以擴散加熱處理后進行二次加熱為最佳的處理方案。 本文利用擠壓變形、擴散加熱、二次加熱等手段,對初生硅顆粒實現(xiàn)了細化、球化,并取得了良好的效果,具有很好的實用價值。本次試驗對設備要求較低,簡單可行,效果較佳,是探索初生硅形態(tài)改善的一種新的思路。

【關鍵詞】：
【學位授予單位】：南京理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2009
【分類號】：TG131
【目錄】：

摘要3-4

Abstract4-9

1 緒論9-22

1.1 引言9

1.2 鋁硅合金的研究現(xiàn)狀9-11

1.2.1 鋁硅合金的分類9-10

1.2.2 鋁硅合金的發(fā)展現(xiàn)狀10-11

1.3 過共晶鋁硅合金的組織與性能11-14

1.3.1 過共晶鋁硅合金的成分與組織11

1.3.2 初生硅形態(tài)及生長機制11-12

1.3.3 過共晶鋁硅合金的性能12-14

1.4 初生硅形態(tài)控制的研究現(xiàn)狀14-18

1.4.1 變質(zhì)細化法14-15

1.4.2 半固態(tài)成形法15-16

1.4.3 懸浮鑄造法16-17

1.4.4 噴射沉積法17-18

1.4.5 超聲波處理法18

1.5 變形在初生硅形態(tài)控制上的應用18-19

1.5.1 變形細化初生硅組織的機理18-19

1.5.2 變形工藝對組織性能的影響19

1.5.3 變形在初生硅形態(tài)控制中的應用現(xiàn)狀19

1.6 選題意義及研究內(nèi)容19-22

1.6.1 選題的科學意義及應用前景19-20

1.6.2 研究內(nèi)容20-22

2 試驗材料、設備及研究方法22-29

2.1 試驗材料及制備22-24

2.1.1 試驗原材料22

2.1.2 試驗材料的制備22-24

2.2 擠壓試驗24

2.2.1 擠壓試驗材料和設備24

2.2.2 擠壓試驗工藝流程24

2.3 擴散加熱處理24-25

2.4 二次加熱處理25-26

2.4.1 二次加熱的設備與工具25

2.4.2 二次加熱的工藝25-26

2.4.3 二次加熱的流程26

2.5 金相組織分析26-27

2.5.1 金相試樣的制取26

2.5.2 金相的組織分析26-27

2.6 試驗流程總結27-29

3 擠壓變形對初生硅形態(tài)的影響29-39

3.1 變形的工藝參數(shù)29

3.2 初生硅組織在變形中形態(tài)的變化29-33

3.2.1 變形前后初生硅組織對比30-31

3.2.2 變形細化初生硅組織機制31-33

3.3 不同擠壓溫度對初生硅組織形態(tài)的影響33-37

3.3.1 不同擠壓溫度對Al-30%Si合金初生硅形態(tài)的影響33-35

3.3.2 不同擠壓溫度對Al-25%Si合金初生硅形態(tài)的影響35-37

3.4 不同成分擠壓后初生硅細化效果對比37

3.5 本章小結37-39

4 擴散加熱對初生硅形態(tài)的影響39-51

4.1 擴散加熱處理工藝參數(shù)的確定39

4.2 擴散加熱時間對初生硅形態(tài)的影響39-43

4.2.1 擴散加熱時間對Al-30%Si合金初生硅形態(tài)的影響39-42

4.2.2 擴散加熱時間對Al-25%Si合金初生硅形態(tài)的影響42-43

4.3 擴散加熱溫度對初生硅形態(tài)的影響43-47

4.3.1 擴散加熱溫度對Al-30%Si合金初生硅形態(tài)的影響43-46

4.3.2 擴散加熱溫度對Al-25%Si合金初生硅形態(tài)的影響46-47

4.4 不同變形工藝對擴散加熱處理的影響47-49

4.5 擴散加熱處理對初生硅的影響機理49-50

4.6 本章小結50-51

5 液固兩相區(qū)二次加熱對初生硅形態(tài)的影響51-67

5.1 二次加熱工藝參數(shù)的確定51-54

5.1.1 液相線與固相線的確定51-52

5.1.2 液相體積分數(shù)的確定52-54

5.2 二次加熱中組織的演變54-56

5.3 二次加熱溫度對初生硅形態(tài)的影響56-59

5.3.1 二次加熱溫度對Al-30%Si合金初生硅形態(tài)的影響56-58

5.3.2 二次加熱溫度對Al-25%Si合金初生硅形態(tài)的影響58-59

5.4 二次加熱時間對初生硅形態(tài)的影響59-62

5.4.1 二次加熱時間對Al-30%Si合金初生硅形態(tài)的影響59-61

5.4.2 二次加熱時間對Al-25%Si合金初生硅形態(tài)的影響61-62

5.5 擴散加熱處理對二次加熱球化初生硅效果的影響62-64

5.6 二次加熱中初生硅的球化與長大機制64-66

5.6.1 二次加熱溫度中初生硅球化機制64-65

5.6.2 二次加熱溫度中初生硅長大機制65-66

5.7 本章小結66-67

6 結論67-68

致謝68-69

參考文獻69-73

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10 蘭國棟;萬里;羅吉榮;;液態(tài)加壓成形高硅鋁合金A390的組織與力學性能[A];第八屆21�。ㄊ小⒆灾螀^(qū)）4市鑄造學術年會論文集[C];2006年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 ;[N];中國技術市場報;2011年

2 張建憲;[N];中國有色金屬報;2011年

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前4條

1 鐘鼓;耐熱低膨脹高硅鋁合金及其超聲半固態(tài)成形技術的研究[D];華中科技大學;2011年

2 傅定發(fā);多層噴射沉積高硅鋁合金工藝及性能研究[D];中南大學;2001年

3 時海芳;噴射沉積耐熱高硅鋁合金組織及性能[D];沈陽工業(yè)大學;2009年

4 程俊偉;轎車高強度鋁合金零件精密模鍛關鍵技術的研究[D];華中科技大學;2006年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 肖志玲;機械攪拌添加硅顆粒法制備高硅鋁合金的研究[D];合肥工業(yè)大學;2010年

2 孫曉兵;噴射成形高硅鋁合金組織及性能研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2011年

3 魏軍齊;高硅鋁合金電火花加工工藝研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2013年

4 孫偉;快凝高硅鋁合金固溶時效及深冷處理工藝的研究[D];遼寧工程技術大學;2012年

5 趙曰瑞;高硅鋁合金微細電火花加工技術研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2012年

6 孫虎;熱處理對擠壓態(tài)高硅鋁合金初生硅形態(tài)影響的研究[D];南京理工大學;2009年

7 劉利雅;高硅鋁合金制備工藝及組織性能研究[D];江西理工大學;2012年

8 葛良琦;Al-20%Si中初生硅形態(tài)控制技術研究[D];南京理工大學;2007年

9 司紅麗;噴射成形高硅鋁合金熱處理工藝及耐磨性的研究[D];哈爾濱理工大學;2008年

10 朱奇林;噴射成形高硅鋁合金的組織演變和力學行為[D];哈爾濱工業(yè)大學;2006年

  本文關鍵詞：懸浮鑄造、半固態(tài)鑄造與固液混合鑄造，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：82423