本文關(guān)鍵詞：高強(qiáng)韌鑄造Al-Si-Cu-Mg合金組織性能研究

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【摘要】：鑄造Al-Si-Cu-Mg系合金作為傳統(tǒng)的金屬材料,在目前汽車行業(yè)低能耗,節(jié)能減排,以及綠色環(huán)保的需求下,由于其密度小、質(zhì)量輕、耐磨性好、特別是良好的流動(dòng)補(bǔ)縮性能使其適合成型結(jié)構(gòu)復(fù)雜的大體積零部件,而被廣泛地應(yīng)用于航空、航天、汽車、機(jī)械等行業(yè)來代替質(zhì)量較高的鋼鐵材料,以達(dá)到輕量化要求。然而傳統(tǒng)Al-Si-Cu-Mg系合金的力學(xué)性能不佳,無法滿足對(duì)于力學(xué)性能要求較高的汽車承重零部件的安全使用要求。為提高傳統(tǒng)鑄造Al-Si-Cu-Mg系合金的力學(xué)性能,本文通過研究主合金化元素含量、變質(zhì)劑Al-Sr和細(xì)化劑AI-Ti-B的添加、不同澆注溫度下的電磁攪拌工藝對(duì)不同熱處理制度下合金組織和力學(xué)性能的影響,得到了具有良好綜合力學(xué)性能的鑄造Al-Si-Cu-Mg合金。首先,為探索鑄造鋁硅合金中主要合金元素對(duì)合金力學(xué)性能的影響,采用正交實(shí)驗(yàn)分析了在5%-7%Si,1%-3% Cu,0.3%-0.9% Mg范圍內(nèi)的合金化元素交互作用對(duì)F、T4、T6熱處理狀態(tài)下力學(xué)性能的影響,結(jié)果顯示采用495℃×8h+170℃×8h的T6熱處理后,成分為Al-6Si-3Cu-0.3Mg合金具有較優(yōu)的綜合力學(xué)性能,抗拉強(qiáng)度為382.0lMpa,延伸率為3.82%。其次,調(diào)整了Al-5Sr變質(zhì)劑在合金中的含量,0.04%Sr含量可使鑄態(tài)合金中共晶硅的形貌由粗大的條塊狀組織轉(zhuǎn)化為細(xì)小彌散的纖維狀組織,并在T6熱處理后使共晶硅相充分圓整化,過多的Sr含量會(huì)在晶界處產(chǎn)生2-5μm的多邊形Al2Si2Sr化合物對(duì)合金性能產(chǎn)生不利影響。進(jìn)一步調(diào)整細(xì)化劑Al-4Ti-B的添加量,在0.15%Ti含量時(shí)可有效細(xì)化α-Al晶粒。最后,研究了0/10/20A電磁攪拌強(qiáng)度下760-605℃范圍內(nèi)不同澆注溫度對(duì)合金組織和力學(xué)性能的影響,由斷口形貌發(fā)現(xiàn)合金均沿低熔點(diǎn)共晶相進(jìn)行裂紋擴(kuò)展,隨著澆注溫度提高初生a-Al一次枝晶長(zhǎng)度增長(zhǎng),對(duì)合金力性有負(fù)面影響。采用20A電磁攪拌在685℃澆注可使合金獲得抗拉強(qiáng)度為392.53MPa,延伸率為3.91%的較優(yōu)綜合力學(xué)性能。
【學(xué)位授予單位】：北京有色金屬研究總院
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TG292;TG146.21

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本文編號(hào)：1188630