Sm元素对Al-Mn-Si-Fe-Cu翅片合金显微组织与性能的影响

发布时间：2020-10-10 16:39

　　 Al-Mn-Si-Fe-Cu合金是一种广泛应用于汽车散热器翅片的热传输材料,具有比重小、比强度大、耐腐蚀的特点。稀土元素在改良铝合金性能方面是一种较为有效的添加剂,具有细化晶粒、提高合金强度的作用。本文系统研究了不同含量Sm元素的添加对模拟钎焊态和退火态Al-Mn-Si-Fe-Cu合金显微组织、力学性能和腐蚀电化学性能的影响,得出的主要结论如下:(1)对于模拟钎焊态合金,Sm元素的添加能使晶粒尺寸得到一定程度的细化。当Sm元素的添加量在0.5%时,晶粒细化作用最明显。进一步增加Sm元素的含量,晶粒细化作用有所减弱。合金中的第二相主要是Al_6(Mn,Fe)Si相,含Sm第二相为Al_2Sm相和Al_(10)Cu_7Sm_2相。当Sm添加量为0.5%,第二相较为细小且球化。Sm的添加对力学性能有一定的提高。相比Sm添加量为0.3%和0.8%的合金,当Sm元素添加量为0.5%时,合金具有较好的综合力学性能。合金的断裂机制为韧性断裂,断口有较多的韧窝。合金在0.5%NaCl和3.5%NaCl溶液中的腐蚀以点蚀为主,析出相腐蚀电位比基体电位更负,第二相周围铝基体优先腐蚀,形成点蚀坑的形貌。Sm元素的添加能使合金的第二相细小球化,在一定程度上能提高耐蚀性能。当Sm元素的添加量从0.3%增加至0.5%时,合金的腐蚀电位正移,合金耐蚀性有所改善;当Sm添加量增至0.8%时,腐蚀电位大幅度负移,耐蚀性下降。(2)合金经过退火处理后,合金第二相仍然主要是Al_6(Mn,Fe)Si相,还有少量的含Sm相。在Sm元素添加量为0.5%的合金中晶粒尺寸和第二相相对细小,说明Sm元素的添加对晶粒细化有一定促进作用。合金经退火处理后,合金有所软化,综合力学性能下降。三种合金中,添加0.5%Sm的合金晶粒尺寸最为细小,因而力学性能相对较好。退火态的三种合金腐蚀均以点蚀为主。在Sm元素添加量为0.3%和0.8%的合金中能发现一些尺寸较大的第二相,在第二相周围的铝基体腐蚀较为严重,留下面积较大、深度更深的腐蚀坑,因而这两种合金的腐蚀电位相对较负,腐蚀电流密度也更大。(3)在三种合金中,Sm元素添加量为0.5%的综合性能较好,其晶粒组织相对Sm添加量为0.3%和0.8%的合金更为细小;在三种合金中,Sm元素添加量为0.5%的合金力学性能和电化学性能最优。
【学位单位】：上海交通大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TG146.21
【部分图文】：

上海交通大学硕士学位论文 第一章 绪论第 2 页图1-1 直流式散热器构造[2]，1、散热器；2、上水室；3、下水室；4、散热器芯子Fig. 1-1 Vertical heat exchanger图1-2 横流式散热器构造[2]，1、气液分离器；2、散热器盖；3、自动变速器液压油冷却器；4、出水口；5、进水管；6、放水塞；7、放水口Fig. 1-2 Horizontal heat exchanger散热器的核心部件是其散热器的芯部，主要的组成部分包括以下几个方面：1）散热管；2）散热片；3）上侧主片；4）下侧主片。散热器散热芯部需要有充足的散热面积作为支持。根据芯体结构的不同可分为管片式和管带式（图1-3）。管片式散热器芯部由冷却管和散热片组成。早期使用挤制圆形冷却管和平片，通过胀片连接。为

1、散热器；2、上水室；3、下水室；4、散热器芯子Fig. 1-1 Vertical heat exchanger图1-2 横流式散热器构造[2]，1、气液分离器；2、散热器盖；3、自动变速器液压油冷却器；4、出水口；5、进水管；6、放水塞；7、放水口Fig. 1-2 Horizontal heat exchanger散热器的核心部件是其散热器的芯部，主要的组成部分包括以下几个方面：1）散热管；2）散热片；3）上侧主片；4）下侧主片。散热器散热芯部需要有充足的散热面积作为支持。根据芯体结构的不同可分为管片式和管带式（图1-3）。管片式散热器芯部由冷却管和散热片组成。早期使用挤制圆形冷却管和平片，通过胀片连接。为

散热带上有类似于百叶窗的小孔，起破坏流动空气在散热带表面上的附着层的作用，可以提高散热能力。图1-3 散热器芯体结构，（1）管片式；（2）管带式Fig. 1-3 Horizontal heat exchanger1.1.3 散热器常用材料汽车散热器是把液体冷却发动机带出来的热量经过二次热交换传递出去。基于汽车散热器工作性质的考虑，材料的导热性能是散热器的重要参数。提高导热性能可以改善散热效能，使散热器以较小的散热面积能达到较好的散热效果。同时节能环保是当今世界制造业发展的一个重要方向。研究表明：汽车重量每减少10%，燃油消耗可降低8%~12%[3, 4]，汽车轻量化是汽车工业发展的一个重要方向。在同等工作效率以及性能下，散热器的选材应越轻越好。汽车散热器通常位于汽车前端，常受风雨、泥沙等的污染，加之内部冷却液的冷热交替以及工作时产生周期性震动，恶劣的工作
【参考文献】

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本文编号：2835320