本文關鍵詞：A390鋁合金半固態(tài)成型組織和性能研究

  更多相關文章： A390鋁合金 過共晶鋁硅合金 二次加熱 固溶處理 強化機制 變質劑

【摘要】：A390鋁合金屬于過共晶鋁硅合金,這類合金具有良好的力學性能、耐磨性、耐蝕性、低的線膨脹系數以及好的鑄造成型性。此外鋁合金材料的密度低,將其代替鋼運用于機車,可大大減輕車體的重量,這將大大減少機車對原油的需求,因而在西方發(fā)達國家鋁合金代替鋼材在汽車上的比重逐年增加,我國也早已注重發(fā)展汽車用鋁,以減少我國對國外石油資源的過分依賴。就成型方式來說,要盡可能的減少機加工量,這樣也可減少材料的浪費。半固態(tài)成型是一種近凈成型方式,它是一種介于液態(tài)和固態(tài)之間的成型方式,它在成型時同時具有液態(tài)金屬好的流動性可充分填充模具,同時具有固態(tài)金屬好的尺寸穩(wěn)定性,因此此種成型方式具有近凈成型、缺陷少、力學性能高、生產效率高、污染少等優(yōu)點。將過共晶鋁合金良好的性能和半固態(tài)成型技術相結合,將利于生產出力學性能好、機加工量少、形狀復雜的零部件。因此,本文以A390鋁合金半固態(tài)成型過程為研究對象,主要研究其二次加熱工藝、熱處理工藝以及變質處理對A390鋁合金材料的微觀組織和性能的影響,并且從相關的理論公式和微觀角度重點研究產生此種組織的深層次原因。通過對各個生產環(huán)節(jié)的工藝進行研究,綜合考慮其對材料最終組織和性能的影響制定出最佳的生產工藝。研究結果表明：A390鋁合金在二次加熱過程經歷了合并長大和Ostwald熟化長大兩個過程,二個過程都促使材料的組織長大并粗化,要想控制材料組織長大,必須嚴格控制電磁感應加熱的加熱功率和加熱溫度,最好的加熱功率和加熱時間分別為7.3kw和540℃,此時材料的微觀組織最細小且整體分布均勻,力學性能也最好,生產效率也最高。通過對合金的進行T6固溶處理發(fā)現,在500℃固溶8小時,材料晶間富Cu的二次相會很好的固溶基體中,溫度過高會產生過燒。強化是三種強化機制(細晶強化、固溶強化、沉淀強化)相互協(xié)調的結果,只有達到最佳配合才能有最高的強化效果。通過研究Sr變質劑在半固態(tài)成型過程中的影響發(fā)現：Sr只對共晶硅有細化效果,對初晶硅沒有細化效果,并且由于材料中本身含有P變質劑,Sr會對P變質劑細化初晶硅的作用產生負面影響,導致初晶硅顆粒長大。Sr是一種長效變質劑,在二次加熱過程中其還有控制共晶硅長大的作用,但要考慮其對P的負面影響,綜合各方面的影響決定Sr在A390鋁合金中最佳用量。
【關鍵詞】：A390鋁合金 過共晶鋁硅合金 二次加熱 固溶處理 強化機制 變質劑
【學位授予單位】：北京有色金屬研究總院
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TG146.21;TG249
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 引言10-11
• 1 文獻綜述11-22
• 1.1 Al-Si系國內外研究進展11-13
• 1.1.1 鋁硅合金特點11-12
• 1.1.2 Al-Si合金組織12-13
• 1.2 過共晶Al-Si合金性能13-15
• 1.2.1 鑄造性能14
• 1.2.2 機械性能14
• 1.2.3 物理性能14
• 1.2.4 耐磨性能14-15
• 1.2.5 切削性能15
• 1.2.6 機械性能較低15
• 1.3 鋁合金半固態(tài)成型技術15-16
• 1.4 鋁合金A390半固態(tài)成型組織控制基礎16-19
• 1.4.1 微合金化對組織的影響16-18
• 1.4.2 二次加熱過程18-19
• 1.4.3 熱處理制度對組織的影響19
• 1.5 課題的目的與意義19-21
• 1.5.1 課題背景19-20
• 1.5.2 課題目的20-21
• 1.6 項目支撐21
• 1.7 技術支撐21-22
• 2 實驗內容及方案22-31
• 2.1 研究內容22
• 2.2 實驗材料的制備22
• 2.3 研究方法與設備22-25
• 2.3.1 半固態(tài)重熔電磁感應加熱工藝與熱備22-23
• 2.3.2 半固態(tài)重熔電阻爐加熱設備23-24
• 2.3.3 半固態(tài)模鍛設備24
• 2.3.4 熱處理方法與設備24-25
• 2.3.5 半連續(xù)鑄造使用設備25
• 2.4 研究方案設計25-28
• 2.5 顯微組織分析28-29
• 2.5.1 金相顯微分析28-29
• 2.5.2 掃描電子顯微鏡觀察29
• 2.6 力學性能測試29-31
• 2.6.1 硬度測試29
• 2.6.2 拉伸力學性能測試29-31
• 3. 二次加熱工藝對A390鋁合金組織和性能的影響31-44
• 3.1 A390鋁合金的鑄態(tài)組織特征31-32
• 3.2 二次加熱制度對材料組織的影響的影響32-39
• 3.2.1 電磁感應二次加熱功率對材料組織的影響32-35
• 3.2.2 二次加熱溫度對材料組織的影響35-38
• 3.2.3 電磁感應二次加熱與電阻爐二次加熱對比38-39
• 3.3 二次加熱制度對材料力學性能的影響39-42
• 3.3.1 二次加熱溫度對材料宏觀力學性能的影響39-41
• 3.3.2 不同二次加熱溫度下的拉伸斷口特征41-42
• 3.4 本章小結42-44
• 4 熱處理工藝對A390鋁合金組織和性能的影響44-51
• 4.1 半固態(tài)A390鋁合金熱處理工藝的制定44-45
• 4.2 固溶制度對材料微觀組織的影響45-46
• 4.3 固溶制度對晶間二次相的影響46-48
• 4.4 熱處理制度對材料力學性能的影響48-50
• 4.5 本章結論50-51
• 5. 變質劑對A390鋁合金半固態(tài)成型組織和性能的影響51-59
• 5.1 變質劑Sr對坯料組織的影響51-54
• 5.2 Sr對二次加熱材料組織和性能的影響54-57
• 5.3 本章結論57-59
• 結論59-61
• 參考文獻61-66
• 攻讀碩士學位期間取得的學術成果66-67
• 致謝67

【參考文獻】

中國期刊全文數據庫 前7條

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本文編號：1123526