本文關(guān)鍵詞：稀土Y對(duì)A356合金組織和性能的影響

  更多相關(guān)文章： A356合金 T6熱處理 雙級(jí)時(shí)效 數(shù)值模擬

【摘要】：A356合金是鋁合金家族中最常用的鑄造合金,不僅擁有良好的機(jī)械加工性能和鑄造性能,而且具有流動(dòng)性好、氣密性好,收縮率小和熱裂傾向小等優(yōu)點(diǎn),被廣泛應(yīng)用于航空、汽車等制造業(yè)領(lǐng)域。但是在常規(guī)鑄態(tài)條件下,A356鑄造合金的微觀組織由粗大的α-Al枝晶和共晶Si組織構(gòu)成,共晶Si相呈粗大的塊狀或板條狀沿枝晶間隨機(jī)分布,嚴(yán)重地割裂了基體,降低了合金的性能。因此如何改善α-Al晶粒和共晶硅的形態(tài)和尺寸就成為改善合金力學(xué)性能的關(guān)鍵所在。本文以A356合金為研究對(duì)象。首先,通過向A356合金中添加不同含量的稀土Y元素,研究了稀土Y對(duì)A356合金鑄態(tài)組織和性能的影響。然后對(duì)變質(zhì)后的合金進(jìn)行不同的熱處理,研究T6熱處理工藝和T6I6雙級(jí)時(shí)效工藝對(duì)合金組織和性能的影響。最后,利用研究成果和運(yùn)用數(shù)值模擬軟件設(shè)計(jì)滾輪支座澆注工藝,切實(shí)解決企業(yè)滾輪支座強(qiáng)度差塑性低的問題。研究結(jié)果顯示,稀土Y可以細(xì)化A356合金鑄態(tài)晶粒,而且改善了共晶硅的形態(tài),使條狀或長(zhǎng)棒狀的共晶硅向針狀或短棒狀轉(zhuǎn)變。同時(shí)稀土Y元素的加入對(duì)A356合金中氣孔的起到了抑制的作用。當(dāng)稀土Y元素含量為0.3%時(shí),合金組織就得到了明顯的改善,共晶硅相由粗大的針片狀變?yōu)榧?xì)小的纖維狀,其力學(xué)性能有了初步的提升。為了繼續(xù)提升A356-0.3Y合金的力學(xué)性能,通過正交試驗(yàn),研究了T6熱處理工藝參數(shù)對(duì)合金組織和力學(xué)性能的影響,得出了T6優(yōu)化熱處理工藝為:535℃×4.5h+145℃×4h。同時(shí)研究了T6I6雙級(jí)時(shí)效工藝對(duì)合金組織和力學(xué)性能的影響,優(yōu)化了T6I6雙級(jí)時(shí)效工藝參數(shù)。當(dāng)預(yù)時(shí)效為120℃×3h,再時(shí)效為180℃×1h時(shí),Si顆粒球化程度與均勻度俱佳,而合金的抗拉強(qiáng)度可達(dá)到289MPa,伸長(zhǎng)率保持在10%-11%左右,硬度HB為91。利用研究成果和結(jié)合數(shù)值模擬技術(shù),針對(duì)企業(yè)問題進(jìn)行實(shí)例驗(yàn)證。基于Procast數(shù)值模擬軟件,對(duì)滾輪支座充型過程進(jìn)行數(shù)值模擬,預(yù)測(cè)缺陷的發(fā)生部位和區(qū)域,通過優(yōu)化澆注工藝參數(shù)和合理設(shè)置澆冒口、冷鐵等,得到可行的澆注工藝并制備出完整的滾輪支座鑄件。經(jīng)過稀土Y元素變質(zhì)和T6I6雙級(jí)時(shí)效工藝后的滾輪支座,其承重載荷達(dá)到了2500Kg,解決了企業(yè)的實(shí)際問題。
【關(guān)鍵詞】：A356合金 T6熱處理 雙級(jí)時(shí)效 數(shù)值模擬
【學(xué)位授予單位】：江蘇理工學(xué)院
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TG146.21
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 第一章 緒論8-17
• 1.1 課題研究背景8-12
• 1.1.1 鋁及其合金概述8-9
• 1.1.2 Al-Si系合金概述9-10
• 1.1.3 A356 合金介紹10-12
• 1.2 A356 合金的熱處理強(qiáng)化12-13
• 1.2.1 固溶強(qiáng)化機(jī)理12-13
• 1.2.2 時(shí)效強(qiáng)化機(jī)理13
• 1.3 數(shù)值模擬概述13-15
• 1.3.1 鑄造數(shù)值模擬發(fā)展14-15
• 1.3.2 數(shù)值模擬軟件介紹15
• 1.4 選題意義及主要研究?jī)?nèi)容15-17
• 1.4.1 選題意義15-16
• 1.4.2 主要研究?jī)?nèi)容16-17
• 第二章 實(shí)驗(yàn)材料制備及分析方法17-21
• 2.1 實(shí)驗(yàn)材料17
• 2.2 實(shí)驗(yàn)合金的制備17-18
• 2.3 合金的熱處理18
• 2.3.1 固溶處理18
• 2.3.2 時(shí)效處理18
• 2.4 分析測(cè)試手段18-21
• 2.4.1 力學(xué)性能18-19
• 2.4.2 顯微組織觀察19
• 2.4.3 X射線衍射分析19-20
• 2.4.4 斷口掃描電鏡觀察20-21
• 第三章 稀土Y對(duì)A356 合金組織和性能的影響21-33
• 3.1 稀土Y對(duì)A356 合金組織的影響21-28
• 3.1.1 稀土Y對(duì)A356 合金α -Al枝晶的細(xì)化22-24
• 3.1.2 稀土Y對(duì)A356 合金中氣孔的抑制作用24-26
• 3.1.3 稀土Y對(duì)A356 合金中共晶硅相的變質(zhì)作用26-28
• 3.2 稀土Y對(duì)A356 合金力學(xué)性能的影響28-30
• 3.2.1 稀土Y對(duì)A356 合金鑄態(tài)拉伸性能的影響28-29
• 3.2.2 稀土Y元素對(duì)A356 合金鑄態(tài)硬度的影響29-30
• 3.3 稀土Y對(duì)A356 合金的鑄態(tài)斷裂方式的影響30-31
• 3.4 本章小結(jié)31-33
• 第四章 熱處理對(duì)A356 合金組織和性能的影響33-51
• 4.1 T6 熱處理對(duì)A356 合金組織和性能的影響33-42
• 4.1.1 T6 熱處理對(duì)A356 合金組織的影響33-37
• 4.1.2 T6 熱處理工藝對(duì)A356 合金力學(xué)性能的影響37-42
• 4.2 雙級(jí)時(shí)效工藝對(duì)A356 合金組織和性能的影響42-50
• 4.2.1 雙級(jí)時(shí)效工藝對(duì)A356 合金組織的影響43-46
• 4.2.2 雙級(jí)時(shí)效工藝對(duì)A356 合金力學(xué)性能的影響46-49
• 4.2.3 雙級(jí)時(shí)效工藝對(duì)A356 合金斷口形貌的影響49-50
• 4.3 本章小結(jié)50-51
• 第五章 稀土鋁合金在滾輪支座鑄造中的應(yīng)用51-63
• 5.1 鑄造工藝分析51-56
• 5.1.1 鑄造工藝分析52-54
• 5.1.2 數(shù)值模擬54-55
• 5.1.3 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)55-56
• 5.2 基于Procast的滾輪支座的數(shù)值模擬56-60
• 5.2.1 數(shù)值模擬概述56-57
• 5.2.2 滾輪支座的數(shù)值模擬57-60
• 5.3 滾輪支座的無模鑄造與澆注成型60
• 5.4 滾輪支座性能測(cè)試60-62
• 5.5 本章小結(jié)62-63
• 第六章 結(jié)論63-64
• 參考文獻(xiàn)64-67
• 攻讀學(xué)位期間研究成果67-68
• 致謝68

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 饒曉曉;胡樹兵;;A356鑄造鋁合金固溶處理工藝研究[J];材料導(dǎo)報(bào);2010年S1期

2 冉廣;周敬恩;王永芳;;鑄造A356鋁合金的拉伸性能及其斷口分析[J];稀有金屬材料與工程;2006年10期

3 李玉濱;;鋁合金輪轂性能的影響因素[J];硅谷;2009年02期

4 胡鵬飛;張偉;;稀土在鋁合金中的應(yīng)用[J];河南科技;2006年01期

5 張瑜;王宇鑫;廖文俊;王華鈺;楊穎;嚴(yán)彪;;稀土元素對(duì)過共晶鋁硅合金的變質(zhì)機(jī)理[J];金屬功能材料;2010年03期

6 冉廣;周敬恩;王永芳;席生岐;;鑄造A356鋁合金的微觀組織及其拉伸性能研究[J];金屬熱處理;2007年03期

7 趙宇光,李道韞,王守實(shí),何鎮(zhèn)明;稀土在Al-Si合金中的固氫作用[J];金屬學(xué)報(bào);1993年01期

8 單忠德;;金屬模具的無�；T型快速制造技術(shù)[J];金屬加工(熱加工);2010年03期

9 Dong Wang;Changshu He;Hao Wang;Xiang Zhao;Liang Zuo;;Effects of Post-Weld Heat Treatment on Microstructure and Mechanical Properties of Al-12.7Si-0.7Mg Alloy Welded Joints by GMAW[J];Acta Metallurgica Sinica(English Letters);2014年02期

10 賴華清,徐翔,范宏訓(xùn);稀土在鑄造鋁合金中的作用[J];熱加工工藝;2001年05期

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 姚衡;含鈧高強(qiáng)韌鋁硅合金組織與性能研究[D];中北大學(xué);2012年

2 陳曠;熱處理工藝對(duì)A356低壓鑄造輪轂屈服強(qiáng)度的影響[D];鄭州大學(xué);2006年

3 郭紅;提高汽車輪轂用鋁合金的沖擊韌性[D];重慶大學(xué);2006年

4 劉英吉;鑄鋼件凝固過程仿真及工藝改進(jìn)設(shè)計(jì)[D];中國(guó)石油大學(xué);2007年

5 劉紅霞;碳化硅顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料的釬焊工藝與機(jī)理研究[D];南京航空航天大學(xué);2008年

6 任麗萍;高強(qiáng)韌鑄造鋁合金組織與性能研究[D];中北大學(xué);2010年

7 周鵬飛;Al-20Si變質(zhì)與等溫處理組織演變關(guān)系研究[D];蘭州理工大學(xué);2012年

8 謝玲;等軸晶形成條件下All2Si中硅相組織與性能特點(diǎn)研究[D];山東輕工業(yè)學(xué)院;2012年

9 錢思沅;基于數(shù)值模擬的鋁合金發(fā)動(dòng)機(jī)罩板砂型鑄造的研究[D];湖南大學(xué);2011年

10 檀廷佐;變質(zhì)及熱處理對(duì)鑄造鋁硅合金組織及性能的影響[D];南京航空航天大學(xué);2012年

，

本文編號(hào)：1132134