【摘要】： 過共晶鋁硅合金比重小、熱膨脹系數(shù)低、耐磨性和體積穩(wěn)定性好,是理想的活塞材料。本文研究含硅22~26%的高硅含量過共晶鋁硅合金(為方便起見,合金代號暫用ZS24表示)。通過研究P、稀土(RE)、Sr的單一變質和三者之間的復合變質,得到了一種變質效果良好的P-RE-Sr三元復合變質劑。利用該復合變質劑變質ZS24合金,得到的初晶硅尺寸僅10~15μm,且初晶硅明顯呈鈍角化和團球化特征;同時得到尺寸細小的共晶硅相,大部分呈蠕球桿狀,好于高效磷復合變質劑(PM)變質的短桿狀共晶硅。 利用正交試驗方法和極差、回歸分析手段,研究鋁硅活塞合金成分、組織和性能的相互關系及Cu、Mg、Mn元素含量變化對合金室溫強度、高溫強度和硬度的影響,確定了ZS24合金成分。并得出如下結論:在P、Re、Sr三元復合變質的基礎上,Cu、Mg、Mn元素在給定的取值范圍內變化時,合金室溫強度、高溫強度和硬度的變化幅度不大,且滿足活塞合金性能要求。 本研究合金室溫抗拉強度σb為217.84~242.91MPa,300℃高溫下抗拉強度σb,300℃為127.39~143.57MPa;與ZL109共晶合金σb=196~290MPa和σb,300℃=70~ 90MPa相比,ZS24合金室溫強度稍低,但其高溫強度遠大于ZL109,因此更適合于在高溫高壓的工況下工作。ZS24合金在20~300℃之間的熱膨脹系數(shù)為17.5~19.5×10-6℃-1,比ZL109合金20.9×10-6℃-1低6.7~16.3%。同時對ZS24合金的耐磨性進行了研究,結果表明ZS24合金磨損率為1.060~1.066×10-14m3·N-1·m-1,遠好于ZL109的2.708×10-14m3·N-1·m-1,是一種優(yōu)良的過共晶鋁硅活塞合金。 本研究為不斷提高活塞合金的綜合機械性能,拓寬其應用范圍提供了新的可行途徑,具有重要的學術和現(xiàn)實意義。
【圖文】：

課題研究技術路線圖

圖 3.1 鋁液中氫析出示意圖ematic diagram of hydrogen separating from Al1——氣泡形式氫析出量；2——擴散形式氫析出量；3——鋁液中實際含氫量；4——鋁液中原始含氫量；5——平衡狀態(tài)含氫量。低，導致鋁液中平衡壓力減小，，在某一在 h 以下的鋁液中，則已不能產(chǎn)生氣泡RCKPhnaσγ2= ++爾常數(shù)鋁液中氫析出只靠擴散，到 T時，氫濃
【學位授予單位】：重慶大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2007
【分類號】：TG146.21

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本文編號：2705022