發(fā)布時(shí)間：2017-07-26 07:04

  本文關(guān)鍵詞：高強(qiáng)韌過共晶變形鋁硅合金成形工藝的研究

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【摘要】：Al-17.5Si-4Cu-0.5Mg過共晶鋁硅合金是代表性活塞合金，該合金由于硅含量較大，合金中初晶硅的尺寸和數(shù)量也隨之增加，大塊板片狀的初晶硅導(dǎo)致材料的脆性增加，而且初晶硅的硬度較高，導(dǎo)致合金在切削過程中對刀具的磨損量較大，材料的加工性能也較差。本實(shí)驗(yàn)尋求一種新的熱加工方式來改善合金的組織，從而達(dá)到提高合金性能的目的。 本實(shí)驗(yàn)首先采用熱模擬的方法，利用Gleeble-1500D熱模擬機(jī)對重力鑄造合金進(jìn)行了熱模擬實(shí)驗(yàn)，系統(tǒng)的研究了下重力鑄造Al-17.5Si-4Cu-0.5Mg合金的熱變形行為，研究結(jié)果表明：Al-17.5Si-4Cu-0.5Mg合金為正應(yīng)變速率敏感材料；該合金可用Znenr-Hollomon參數(shù)雙曲正弦形式來描述高溫塑性變形時(shí)的流變應(yīng)力行為；合金平均熱變形激活能Q為278.97kJ/mol。基于動(dòng)態(tài)材料模型（DMM）建立了Al-17.5Si-4Cu-0.5Mg合金的熱加工圖，并結(jié)合熱加工圖和顯微組織分析獲得了該合金較優(yōu)的熱變形工藝參數(shù)：變形溫度400~470℃，應(yīng)變速率0.1s-1。在該參數(shù)下進(jìn)行了合金的熱擠壓實(shí)驗(yàn)，試樣的抗拉強(qiáng)度達(dá)到了231.7MPa，較重力鑄造上升了64%，伸長率較重力鑄造上升了496% 為了進(jìn)一步改善合金組織提高合金性能，本實(shí)驗(yàn)先對合金進(jìn)行擠壓鑄造再對擠壓鑄造合金進(jìn)行熱擠壓。擠壓鑄造后發(fā)現(xiàn)介于鑄件心部與外殼之間的區(qū)域初生硅含量較少，組織明顯細(xì)化，該位置試樣抗拉強(qiáng)度達(dá)到177.85MPa，相對于重力鑄造略有提高，但是更重要的是在該區(qū)域由于壓力的作用，，初生硅明顯減少且棱角鈍化，有利于性能的提高。 本實(shí)驗(yàn)為了研究擠壓鑄造合金熱變形的最優(yōu)條件，對擠壓鑄造合金進(jìn)行了熱模擬實(shí)驗(yàn)，研究發(fā)現(xiàn)，擠壓鑄造Al-17.5Si-4Cu-0.5Mg合金在相同變形條件下應(yīng)力水平較重力鑄造合金略高，說明擠壓鑄造合金變形相對更難，其合金熱變形激活能為308.77kJ/mol，結(jié)合熱加工圖得到擠壓鑄造合金的合理熱加工參數(shù)為：變形溫度450℃~500℃，應(yīng)變速率0.01s-1~0.1s-1。在該條件下對合金進(jìn)行熱擠壓，抗拉強(qiáng)度達(dá)到了332.1MPa，較重力鑄造提高了135%，伸長率為13.51%，較重力鑄造提高了923.5%。
【關(guān)鍵詞】：過共晶Al-Si合金 熱模擬 擠壓鑄造 熱擠壓
【學(xué)位授予單位】：沈陽工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TG146.21;TG292
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-17
• 1.1 鋁及鋁合金9-10
• 1.2 高強(qiáng)韌鋁合金的發(fā)展現(xiàn)狀10-11
• 1.2.1 高強(qiáng)韌鋁合金的國外發(fā)展現(xiàn)狀10-11
• 1.2.2 高強(qiáng)韌鋁合金的國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀11
• 1.3 提高過共晶鋁硅合金性能的途徑11-13
• 1.3.1 細(xì)化變質(zhì)11-12
• 1.3.2 合金化12
• 1.3.3 熱處理12-13
• 1.3.4 塑性變形13
• 1.4 擠壓鑄造成形技術(shù)13-14
• 1.5 熱變形物理模擬14-15
• 1.5.1 物理模擬概況14-15
• 1.5.2 過共晶鋁硅合金熱模擬研究現(xiàn)狀15
• 1.6 課題研究的目的、內(nèi)容及意義15-17
• 第2章 實(shí)驗(yàn)材料及方法17-23
• 2.1 實(shí)驗(yàn)材料17
• 2.2 實(shí)驗(yàn)方法17-18
• 2.3 合金熔煉18
• 2.4 擠壓鑄造18-19
• 2.5 熱擠壓成型19-20
• 2.6 熱模擬20-21
• 2.7 合金的顯微組織觀察21-22
• 2.8 力學(xué)性能測試22-23
• 第3章 Al-Si-Cu-Mg 合金熱變形的流變行為及熱擠壓對組織和性能的影響23-43
• 3.1 Al-17.5Si-4Cu-0.5Mg 合金顯微組織23-24
• 3.2 熱變形參數(shù)對合金流變應(yīng)力的影響24-28
• 3.2.1 變形溫度對合金流變應(yīng)力的影響24-27
• 3.2.2 應(yīng)變速率對合金流變應(yīng)力的影響27-28
• 3.3 熱變形參數(shù)對合金組織的影響28-31
• 3.4 合金熱變形流變應(yīng)力本構(gòu)方程31-37
• 3.5 合金熱加工圖37-42
• 3.6 熱擠壓對 Al-17.5Si-4Cu-0.5Mg 合金組織和性能的影響42-43
• 第4章 擠壓鑄造對 Al-Si-Cu-Mg 合金組織和性能的影響43-50
• 4.1 擠壓鑄造對 Al-17.5Si-4Cu-0.5Mg 合金性能的影響43-44
• 4.2 擠壓鑄造對 Al-17.5Si-4Cu-0.5Mg 合金組織的影響44-47
• 4.3 Al-17.5Si-4Cu-0.5Mg 擠壓鑄造件不同位置的顯微組織47-50
• 第5章 擠壓鑄造 Al-Si-Cu-Mg 合金的流變行為及熱擠壓對組織和性能的影響50-62
• 5.1 熱變形參數(shù)對擠壓鑄造合金流變應(yīng)力的影響50-53
• 5.2 擠壓鑄造合金熱變形流變應(yīng)力本構(gòu)方程53-58
• 5.3 擠壓鑄造合金熱加工圖58-60
• 5.4 熱擠壓對擠壓鑄造合金組織和性能的影響60-62
• 第6章 結(jié)論62-63
• 參考文獻(xiàn)63-67
• 在學(xué)研究成果67-68
• 致謝68

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

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本文編號(hào)：575161