本文關(guān)鍵詞：A356鑄造鋁合金熱處理強化工藝研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】： 現(xiàn)代汽車正朝著輕量化、高速、安全舒適、低成本與節(jié)能的方向發(fā)展。而目前滿足上述要求的最有效的途徑就減輕汽車自重。鋁及其合金加工材料由于具有密度小、比強度高等一系列優(yōu)良特性成為實現(xiàn)汽車輕量化最理想的首選材料。 本文以A356鑄造鋁合金輪轂為研究對象,利用金相顯微技術(shù)、掃描電鏡、差熱分析及力學(xué)性能測試等手段對合金的各種不同工藝的微觀組織與性能進行了全面的測試與分析。 通過改變固溶處理工藝參數(shù),研究了固溶處理工藝與合金的力學(xué)性能之間的關(guān)系。當(dāng)溫度為535℃時,隨著保溫時間的延長,抗拉強度、硬度及延伸率基本上都是先升后降。當(dāng)保溫時間為3.5～4.5h時,輪緣的強度、硬度及延伸率才能達到很好的匹配。 A356鑄造鋁合金在545℃×3.5h下進行固溶處理具有較好的綜合力學(xué)性能,輪緣抗拉強度為251MPa,硬度為82HV,延伸率為12%;輪幅抗拉強度為233MPa,延伸率為9%,故固溶處理的優(yōu)先工藝為545℃×3.5h。 研究了室溫停留時間與力學(xué)性能之間的關(guān)系,結(jié)果表明室溫停留時間選擇在2～10h范圍之內(nèi),但不應(yīng)超過12h。如果從生產(chǎn)周期及成本方面考慮,室溫停留2h,合金就能達到預(yù)時效的目的,達到強度、硬度與塑性的良好匹配。 通過改變時效處理工藝參數(shù),研究了輪緣的時效處理工藝與力學(xué)性能之間的關(guān)系,結(jié)果表明在設(shè)定的在三個溫度上進行時效處理保溫3h時,合金的綜合力學(xué)性能均很好,因此對A356鋁合金進行時效,能夠使其達到一個強度、硬度與延伸率均為極值的平衡點。 當(dāng)固溶處理工藝采用535℃×4.5h時,時效溫度為135℃時,時效時間至少為3h;當(dāng)采用優(yōu)選的固溶工藝545℃×3.5h,時效溫度為135℃時,則當(dāng)時效時間為0.5h時,即能達到使強度與塑性達到較高的水平。當(dāng)時效溫度升高至145℃時,則在保溫1h時,即能達到較好的強度與延伸率的配合。 比較了固溶處理工藝為535℃×4.5h及545×3.5h兩種工藝下合金的力學(xué)性能,表明對于A356鑄造鋁合金,如果在應(yīng)用時對塑性的要求較高時,則固溶處理可采用工藝535℃×4.5h;如果對其塑性要求不高,而希望縮短生產(chǎn)周期,提高生產(chǎn)效率時,則建議采用工藝545×3.5h。 通過對金相組織觀察,隨著固溶溫度和保溫時間的增加,α(Al)長大,同時Mg、Si在固溶過程中溶入α(Al)基體中的越多,在隨后的時效處理中,非平衡析出大量細小彌散、均勻分布的Mg2Si相,隨著保溫時間的增加,共晶明顯減少, Si顆粒聚集粗化大部分分布在α相中,α相更加圓整,并進一步增大。從而使合金經(jīng)過熱處理后強度、硬度上升,而塑性下降。 利用掃描電鏡觀察了拉伸試樣的斷口,斷口微觀形貌表現(xiàn)為典型韌窩斷口特征,均為塑性斷裂,當(dāng)固溶時間一定時,保溫時間適度,則其韌窩大且深,塑性較好,當(dāng)保溫時間過長,則韌窩較淺,塑性較差。 DSC分析了A356合金的時效析出動力學(xué),50～60℃內(nèi)析出G.P區(qū), G.P區(qū)的析出主要是由空位的團聚所造成的,而與Mg、Si元素的擴散關(guān)系不大。250～300℃范圍內(nèi)析出β'相, Mg、Si原子在G.P區(qū)富集并有序化,在晶界上或螺旋位錯上直接沉淀出來的。當(dāng)溫度在300℃以上析出與基體完全失去共格的β相,使合金性能下降。
【關(guān)鍵詞】：A356 輪轂 固溶處理 時效處理
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2007
【分類號】：TG166.3
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-11
• 1 緒論11-32
• 1.1 鋁合金在汽車上的應(yīng)用現(xiàn)狀11-18
• 1.2 A356 合金研究現(xiàn)狀18-30
• 1.3 課題來源及意義30-31
• 1.4 研究內(nèi)容31-32
• 2 固溶處理工藝研究32-49
• 2.1 試驗材料、方法及測試手段32-34
• 2.2 固溶處理工藝及室溫停留時間的制定34-35
• 2.3 固溶處理試驗結(jié)果及分析35-48
• 2.4 本章小結(jié)48-49
• 3 時效處理工藝研究及時效動力學(xué)分析49-62
• 3.1 時效處理工藝制定49-50
• 3.2 時效處理試驗結(jié)果及分析50-56
• 3.3 A356 合金時效強化機制及動力學(xué)分析56-61
• 3.4 本章小結(jié)61-62
• 4 全文總結(jié)62-64
• 4.1 結(jié)論62-63
• 4.2 進一步的工作建議63-64
• 致謝64-65
• 參考文獻65-69
• 附錄1 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文目錄69

【引證文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前4條

1 黃春燕;黃曉珍;蘇廣才;湯宏群;;時效處理對改良Al-Si-Mg鑄造鋁合金力學(xué)性能的影響[J];熱加工工藝;2012年07期

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中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前5條

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本文編號：365120