本文關(guān)鍵詞：高Fe、Ni含量擠壓鑄造Al-Cu合金的耐熱性能研究

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【摘要】：鑄造耐熱Al-Cu合金具有密度低、強(qiáng)韌性高和導(dǎo)熱性好等優(yōu)點(diǎn),廣泛應(yīng)用于航空航天、軍工發(fā)動(dòng)機(jī)零件及汽車耐熱零部件等。隨著人們環(huán)保和資源意識(shí)的增強(qiáng),以及發(fā)動(dòng)機(jī)效率的不斷提高,對(duì)鋁合金的耐熱性能提出了更高的要求。合金化是提高鑄造耐熱鋁合金高溫力學(xué)性能最重要的手段之一。采用先進(jìn)鑄造工藝改善鑄造耐熱鋁合金中熱穩(wěn)定性好的第二相形貌及分布,也將有利于提高合金耐熱性能。本文以擠壓鑄造Al-5.0Cu-0.6Mn合金為研究對(duì)象,研究了不同F(xiàn)e、Ni含量和擠壓壓力對(duì)合金組織、室溫及高溫力學(xué)性能、抗蠕變性能的影響。研究結(jié)果如下:研究了擠壓壓力對(duì)不同Ni含量的Al-5.0Cu-0.6Mn-1.0Fe、Al-5.0Cu-0.6Mn-0.5Fe合金微觀組織、室溫及高溫力學(xué)性能的影響。研究表明擠壓壓力細(xì)化合金的二次枝晶間距與晶粒,改善合金中富鐵富鎳相的形貌及分布,同時(shí)消除合金縮松中的等鑄造缺陷,可獲得致密的組織。隨著溫度的升高,合金的抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度以及基體顯微硬度都逐漸減小,而伸長(zhǎng)率都逐漸增大。擠壓壓力顯著提高合金在室溫及200℃時(shí)的屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度,但是隨著溫度的升高,擠壓壓力對(duì)合金屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度的提升變得不明顯。擠壓壓力對(duì)合金在各個(gè)溫度下的伸長(zhǎng)率及基體顯微硬度都有顯著提升。分析了Ni元素含量對(duì)Al-5.0Cu-0.6Mn-1.0Fe、Al-5.0Cu-0.6Mn-0.5Fe合金微觀組織、室溫及高溫力學(xué)性能的影響。隨Ni元素含量增加,Al-5.0Cu-0.6Mn-1.0Fe合金中粗大Al7Cu2Fe相的數(shù)量逐漸減少,對(duì)合金高溫力學(xué)性能有利Al9Fe Ni相數(shù)量逐漸增多,含1.0Fe和1.5Ni的合金中形成了對(duì)合金高溫力學(xué)性能有利的Al3Cu Ni相。并且,合金中富鐵富鎳相的尺寸逐漸減小,分布愈加彌散,形狀更加復(fù)雜。隨Ni元素含量的增加,Al-5.0Cu-0.6Mn-1.0Fe合金在各個(gè)溫度下的屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度都逐漸增加。隨Ni元素含量增加,Al-5.0Cu-0.6Mn-0.5Fe合金中富鐵富鎳相的數(shù)量逐漸增加,但合金中并沒有新的第二相形成,合金中整體第二相的尺寸略微減小,但分布變得不均勻,使得第二相強(qiáng)化作用的效果減弱,而且使合金鑄造性能變差,組織變得不致密。富鐵富鎳相的增加使固溶于α基體的Cu元素減少,α相的固溶強(qiáng)化和沉淀強(qiáng)化作用減弱。隨著Ni元素含量的增加,0.5Fe合金在各個(gè)溫度下的屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度呈下降趨勢(shì)。分析了Fe元素含量對(duì)合金室溫及高溫強(qiáng)度的影響。在低Ni含量的合金中,Fe含量的增加對(duì)不同擠壓壓力下合金的室溫及高溫強(qiáng)度均不利。而在高Ni含量的合金中,Fe元素含量的增加有利于不同擠壓壓力下合金室溫及高溫強(qiáng)度的提升。研究了擠壓壓力對(duì)Al-5.0Cu-0.6Mn-1.0Fe-1.0Ni合金抗蠕變性能的影響。在不同的溫度以及不同外加應(yīng)力的蠕變實(shí)驗(yàn)條件下,75MPa擠壓壓力合金的抗蠕變性能均顯著優(yōu)于0MPa擠壓壓力合金。0MPa及75MPa擠壓壓力合金的蠕變機(jī)制都是位錯(cuò)攀移控制蠕變機(jī)制。
【關(guān)鍵詞】：擠壓鑄造 Al-Cu合金 富鐵富鎳相 高溫力學(xué)性 蠕變
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TG146.21;TG249.2
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-12
• 第一章 緒論12-26
• 1.1 引言12-15
• 1.1.1 耐熱鋁合金概況13
• 1.1.2 變形耐熱鋁合金13-14
• 1.1.3 鑄造耐熱鋁合金14-15
• 1.1.4 新型耐熱鋁合金15
• 1.2 Fe、Ni元素對(duì)耐熱鋁合金高溫力學(xué)性能的影響研究現(xiàn)狀15-19
• 1.2.1 Fe、Ni元素對(duì)變形耐熱鋁合金耐熱性能的影響16
• 1.2.2 Fe、Ni元素對(duì)鑄造耐熱鋁合金耐熱性能的影響16-18
• 1.2.3 Fe、Ni元素對(duì)新型耐熱鋁合金耐熱性能的影響18-19
• 1.3 耐熱鋁合金高溫蠕變行為的研究現(xiàn)狀19-23
• 1.3.1 金屬材料的蠕變行為19-20
• 1.3.2 耐熱鋁合金蠕變研究現(xiàn)狀20-23
• 1.4 擠壓鑄造概況23-25
• 1.4.1 擠壓鑄造工藝及特點(diǎn)23-24
• 1.4.2 擠壓鑄造在制備耐熱鋁合金方面的應(yīng)用24-25
• 1.5 研究?jī)?nèi)容與意義25
• 1.5.1 研究?jī)?nèi)容25
• 1.5.2 研究意義25
• 1.6 課題來源25-26
• 第二章 材料和實(shí)驗(yàn)方法26-31
• 2.1 合金制備26-27
• 2.1.1 合金熔煉26
• 2.1.2 擠壓鑄造工藝26-27
• 2.2 熱處理工藝27
• 2.3 性能測(cè)試及表征方法27-28
• 2.3.1 密度及孔隙率27
• 2.3.2 力學(xué)性能測(cè)試27-28
• 2.3.3 顯微硬度28
• 2.3.4 蠕變實(shí)驗(yàn)28
• 2.4 物相及組織結(jié)構(gòu)分析28-31
• 2.4.1 光學(xué)顯微鏡（OM）分析28-29
• 2.4.2 掃描電子顯微鏡（SEM）分析29
• 2.4.3 第二相數(shù)量分析29
• 2.4.4 透射電鏡（TEM）分析29-30
• 2.4.5 電子探針（EPMA）分析30-31
• 第三章 Ni含量對(duì)擠壓鑄造Al-5.0Cu-0.6Mn-1.0Fe合金微觀組織和力學(xué)性能的影響 .. 2031-56
• 3.1 鑄態(tài)合金顯微組織31-34
• 3.2 T7 熱處理態(tài)合金顯微組織34-41
• 3.2.1 SEM形貌及能譜分析34-38
• 3.2.2 TEM形貌及能譜分析38-39
• 3.2.3 富鐵富鎳相三維形貌39-41
• 3.3 T7 熱處理態(tài)合金力學(xué)性能41-44
• 3.4 拉伸試樣基體TEM形貌44-45
• 3.5 斷口形貌45-47
• 3.6 分析與討論47-54
• 3.6.1 擠壓壓力對(duì)合金力學(xué)性能的影響47-49
• 3.6.2 Ni元素含量對(duì)合金力學(xué)性能的影響49-54
• 3.7 本章小結(jié)54-56
• 第四章 Ni含量對(duì)擠壓鑄造Al-5.0Cu-0.6Mn-0.5Fe合金微觀組織和力學(xué)性能的影響 .. 4556-77
• 4.1 鑄態(tài)合金顯微組織56-59
• 4.2 T7 熱處理態(tài)合金顯微組織59-64
• 4.2.1 SEM形貌及能譜分析59-64
• 4.2.2 富鐵富鎳相三維形貌64
• 4.3 T7 熱處理態(tài)合金力學(xué)性能64-67
• 4.4 斷口形貌67-70
• 4.5 分析與討論70-76
• 4.5.1 擠壓壓力對(duì)合金力學(xué)性能的影響70
• 4.5.2 Ni元素含量對(duì)合金力學(xué)性能的影響70-74
• 4.5.3 Fe元素含量對(duì)合金力學(xué)性能的影響74-76
• 4.6 本章小結(jié)76-77
• 第五章 擠壓壓力對(duì)Al-5.0Cu-1.0Fe-1.0Ni合金抗蠕變性能的影響77-97
• 5.1 0MPa及 75MPa擠壓壓力下的Al-Cu合金的蠕變行為77-84
• 5.1.1 0MPa及 75MPa擠壓壓力下的Al-Cu合金的蠕變曲線77-80
• 5.1.2 0MPa及 75MPa擠壓壓力下的Al-Cu合金的蠕變性能80-84
• 5.2 0MPa及 75MPa擠壓鑄造Al-Cu合金的蠕變斷口84-85
• 5.3 縮松及第二相對(duì)合金蠕變斷裂的影響85-91
• 5.4 蠕變?cè)嚇油干浣M織91-93
• 5.5 分析與討論93-96
• 5.6 本章小結(jié)96-97
• 結(jié)論97-100
• 一． 本文研究結(jié)論97-99
• 二． 主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)99
• 三． 進(jìn)一步研究建議99-100
• 參考文獻(xiàn)100-110
• 攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果110-111
• 致謝111-112
• 附件112

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 董天春,周家祥;RR350耐熱鋁合金的熱處理實(shí)踐[J];兵器材料科學(xué)與工程;1989年05期

2 賈祥磊;朱秀榮;陳大輝;費(fèi)良軍;;耐熱鋁合金研究進(jìn)展[J];兵器材料科學(xué)與工程;2010年02期

3 楊守杰;戴圣龍;;航空鋁合金的發(fā)展回顧與展望[J];材料導(dǎo)報(bào);2005年02期

4 劉克明;陸德平;楊濱;陸磊;陳志寶;諶昀;;快速凝固耐熱鋁合金的現(xiàn)狀與進(jìn)展[J];材料導(dǎo)報(bào);2008年02期

5 彭良明,朱世杰,陳浩然,王富崗;Al-8.5Fe-1.3V-1.7Si 合金的壓縮蠕變行為[J];材料工程;1998年04期

6 賀毅強(qiáng);徐政坤;陳振華;;快速凝固Al-Fe系耐熱鋁合金的研究進(jìn)展[J];材料科學(xué)與工程學(xué)報(bào);2011年04期

7 董寅生,沈軍,楊英俊,李慶春;快速凝固耐熱鋁合金的發(fā)展及展望[J];粉末冶金技術(shù);2000年01期

8 吳云書;研究在Al—Cu合金內(nèi)加入少量鈦、錳、鎳、鐵、鎂等組元對(duì)其抗熱性能的影響[J];北京航空學(xué)院學(xué)報(bào);1959年02期

9 張坤;戴圣龍;楊守杰;黃敏;顏鳴皋;;Al-Cu-Mg-Ag系新型耐熱鋁合金研究進(jìn)展[J];航空材料學(xué)報(bào);2006年03期

10 ;EFFECT OF MELT OVER-HEATING AND ZIRCONIUM ALLOYING ON THE MORPHOLOGY OF Al_9FeNi PHASE AND MECHANICAL PROPERTIES OF 2618 ALLOY[J];Acta Metallurgica Sinica(English Letters);2002年06期

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 要東明;La、Pr對(duì)鑄造Al-Cu合金組織和高溫性能的影響規(guī)律及機(jī)制[D];吉林大學(xué);2012年

2 林波;擠壓鑄造Al-5.0Cu合金中富鐵相形成特點(diǎn)及力學(xué)性能研究[D];華南理工大學(xué);2014年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 鄧少奎;2E12高強(qiáng)耐疲勞鋁合金軋制工藝和疲勞性能的研究[D];燕山大學(xué);2007年

，

本文編號(hào)：761296