Al-Si-Cu合金是當前工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用最為廣泛的鋁合金。由于其密度低、比強度高、熱膨脹系數(shù)低以及耐腐蝕好等優(yōu)點常作為一類功能材料,被應(yīng)用于發(fā)動機缸體、汽缸蓋以及底盤等零部件中,并且近年來對于Al-Si-Cu合金的強韌化的需求日益增多,引發(fā)了研究人員的持續(xù)關(guān)注;同時隨著近年來具有仿生結(jié)構(gòu)的功能性鋁合金的應(yīng)用越來越廣泛,對此類合金固相連接的需求也隨之增多。這使得有關(guān)Al-Si-Cu合金的成分優(yōu)化、變質(zhì)以及對其實現(xiàn)高質(zhì)量的固相連接的研究具有重大的實際意義。然而,各種微量元素對亞共晶Al-Si-Cu合金組織凝固行為的影響仍不清楚,并缺乏通過微合金化方法開發(fā)的高強韌鑄造Al-Si-Cu合金,同時對于Al-Si-Cu合金的組織調(diào)控劑也需要進一步研究以實現(xiàn)全面組織調(diào)控及細化。另外現(xiàn)今的鑄造鋁合金強度較低,塑性不足,無法滿足攪拌摩擦連接的需求。因此亟待通過成分優(yōu)化設(shè)計以及多重組織同時調(diào)控的方法開發(fā)出一種高強韌的鑄造亞共晶Al-Si-Cu,并對其實現(xiàn)固相連接。本文研究了微量合金元素對亞共晶Al-Si合金液固轉(zhuǎn)變和顯微組織的影響規(guī)律,探究了Fe BSi非晶晶化后產(chǎn)生的原位納米晶對多元亞共晶Al-Si合金多...

【文章頁數(shù)】：103 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 選題意義
    1.2 鑄造Al-Si合金的組織細化及強韌化機制
        1.2.1 Al-Si合金的微觀組織結(jié)構(gòu)
        1.2.2 Al-Si合金的強韌化機制
        1.2.3 優(yōu)化Al-Si合金力學性能的方法
    1.3 非晶合金的發(fā)展以及在鋁合金中的應(yīng)用
        1.3.1 非晶的制備與發(fā)展
        1.3.2 非晶在鋁合金中的應(yīng)用
    1.4 鑄造Al-Si合金固相連接的研究及發(fā)展現(xiàn)狀
        1.4.1 攪拌摩擦連接原理以及特點
        1.4.2 鑄造Al-Si合金攪拌摩擦連接的研究及發(fā)展現(xiàn)狀
    1.5 研究內(nèi)容
第2章 實驗方法
    2.1 實驗材料
    2.2 研究方法
        2.2.1 非晶合金的制備
        2.2.2 亞共晶Al-Si-Cu合金的成分優(yōu)化
        2.2.3 Fe系非晶調(diào)控處理亞共晶Al-Si-Cu合金
        2.2.4 熱處理實驗
        2.2.5 鑄造亞共晶Al-Si-Cu合金的連接工藝實驗
    2.3 實驗樣品的微觀表征
        2.3.1 金相組織分析
        2.3.2 掃描電子顯微鏡分析
        2.3.3 透射電子顯微鏡分析
    2.4 實驗樣品的力學性能測試
        2.4.1 室溫拉伸性能測試
        2.4.2 高溫拉伸性能測試
        2.4.3 連接接頭顯微硬度測試
    2.5 技術(shù)路線
第3章 亞共晶Al-Si-Cu合金的成分優(yōu)化設(shè)計及其對液固轉(zhuǎn)變和顯微組織的影響規(guī)律
    3.1 引言
    3.2 亞共晶鋁硅合金中鎂元素成分優(yōu)化設(shè)計
        3.2.1 不同Mg含量的亞共晶Al-7Si-4Cu合金的凝固組織分析
        3.2.2 微量Mg優(yōu)化對亞共晶Al-7Si-4Cu合金析出相的影響
        3.2.3 不同Mg含量亞共晶Al-7Si-4Cu合金的力學性能分析
    3.3 亞共晶鋁硅銅鎂合金中鈦元素成分優(yōu)化設(shè)計
        3.3.1 不同Ti含量亞共晶Al-7Si-4Cu-0.3Mg合金的凝固組織分析
        3.3.2 不同Ti含量亞共晶Al-7Si-4Cu-0.3Mg合金的力學性能分析
    3.4 Sb元素對亞共晶鋁硅銅鎂合金凝固組織和力學性能的影響規(guī)律
        3.4.1 Sb對 Al-7Si-4Cu-0.3Mg合金的微觀組織及凝固行為影響
        3.4.2 不同Sb含量Al-7Si-4Cu-0.3Mg合金的力學性能分析
    3.5 Al-7Si-4Cu成分設(shè)計及其優(yōu)化路徑
    3.6 本章小結(jié)
第4章 原位納米晶調(diào)控亞共晶Al-Si-Cu合金液固轉(zhuǎn)變行為及對顯微組織的影響規(guī)律
    4.1 引言
    4.2 FeBSi非晶調(diào)控亞共晶鋁硅合金的組織演變規(guī)律
    4.3 FeBSi調(diào)控亞共晶鋁硅合金的凝固行為及組織細化機理
    4.4 納米晶調(diào)控對亞共晶鋁硅合金的力學性能的影響規(guī)律
    4.5 納米晶調(diào)控亞共晶鋁硅合金的強化機制分析
    4.6 本章小結(jié)
第5章 高強鑄造鋁硅銅合金的固相連接組織及強韌化機制
    5.1 引言
    5.2 固相連接對亞共晶鋁硅合金組織形貌的影響
        5.2.1 連接工藝參數(shù)對連接縫宏觀形貌的影響
        5.2.2 攪拌摩擦連接對亞共晶鋁硅合金微觀組織的影響規(guī)律
    5.3 攪拌摩擦連接連接接頭力學性能研究
        5.3.1 連接接頭拉伸性能及斷口形貌分析
        5.3.2 連接接頭顯微硬度分布規(guī)律
    5.4 固相連接影響鑄造鋁硅銅合金力學性能的作用機制
        5.4.1 連接接頭強塑性機理分析
        5.4.2 連接接頭顯微硬度分布特征機理分析
    5.5 本章小結(jié)
第6章 結(jié)論
參考文獻
作者簡介及科研成果
致謝



本文編號：3801515