近共晶铝硅铜锰耐热合金高温疲劳行为及机理的研究
发布时间：2021-01-20 09:32
本文针对发动机缸体用耐热铝合金需要长时间处在高温、高压环境下并且反复受到循环应力作用的工作现状,选择Al-12Si-4Cu-1.2Mn合金为主要研究对象进行室温及350℃高周疲劳试验,通过OM、SEM-EDS、纳米压痕技术等方法考察了合金在不同温度下的疲劳行为差别以及产生差别的原因。此外,还研究了加入1.0wt%Ni进行合金化对合金高温疲劳性能及行为的影响。Al-12Si-4Cu-1.2Mn合金在106周次条件下室温疲劳极限为125.0MPa,高于众多铸造Al-Si系耐热铝合金的疲劳极限,表现出优异的室温疲劳性能;350℃下疲劳极限达到47.5MPa,拥有不逊于Al-Si-Cu-Mg系合金的高温疲劳性能。Ni合金化后,350℃疲劳极限提高到52.5MPa,提升幅度达到10%以上。Al-12Si-4Cu-1.2Mn合金在室温及350℃下疲劳裂纹起源位置不同,室温疲劳时裂纹起源于表面附近的铸造缺陷,而在350℃高温下由于α-Al相硬度和模量值的大幅度下降,初生...
【文章来源】：东南大学江苏省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：88 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
da/dN-△K曲线
anoindentation)，也被称为深度-敏感压痕(Dep纪七八十年代发展起来的一种新的材料表面微将特定的压头在一定的压力下压入试样，通过从而计算硬度值，得到的结果数据量有限、对传统压痕技术上进一步发展而来，通过计算机头压入及取出过程中的载荷-深度(Load-Displa法更多的信息，并且纳米压痕技术可以将压头操作简单、损伤量小的优点。技术计算材料微观力学性能术记录得到的载荷-深度曲线一般可以分为三在保载过程，则有如图 1-2 所示的典型加载-卸
图 1-4 残余应力对载荷-深度曲线的影响[60]：compressive residual stress: 残余压应力; tensile residual stress: 残余拉应景及意义题组的前期工作中，胡以云[34]首先开发出新型 Al-Si-Cu-Mn 系基础上通过调控 Cu 的含量以及加入 Ni、Er、Nb 等元素进行金在高温下的抗拉强度，其中 Ni 合金化对高温强度贡献最大工作现状，通过对比 Al-Si-Cu-Mn 合金在室温及高温下的疲劳合金中新引入的耐热富锰相对疲劳过程、尤其是高温疲劳过程化后 Ni 元素在合金高温疲劳中所起的作用。结合纳米压痕技在不同的疲劳条件下的微观力学性能，通过压痕特征参数的变究 Al-Si-Cu-Mn 合金的疲劳机理。
【参考文献】：
期刊论文
[1]Al-9.0%Si-4.0%Cu-0.4%Mg（-0.3%Sc）合金的显微组织及其低周疲劳行为[J]. 车欣,梁兴奎,陈丽丽,陈立佳,李锋. 金属学报. 2014(09)
[2]211Z.X耐热高强韧铝合金的疲劳特性[J]. 黄朝文,梁益龙,杨明,徐平伟,李祥,梁宇. 金属热处理. 2013(02)
[3]耐热铝合金研究进展[J]. 贾祥磊,朱秀荣,陈大辉,费良军. 兵器材料科学与工程. 2010(02)
[4]铝合金在汽车工业中的应用与发展前景[J]. 武仲河,战中学,孙全喜,黄瑞芬. 内蒙古科技与经济. 2008(09)
[5]世界汽车铝合金材料技术的新进展[J]. 冯美斌,褚东宁,敖炳秋,袁序弟,王勇. 汽车工艺与材料. 2007(10)
[6]航空铝合金的发展回顾与展望[J]. 杨守杰,戴圣龙. 材料导报. 2005(02)
[7]耐热铝合金研究进展[J]. 王建华,易丹青,陈康华,卢斌,刘沙. 宇航材料工艺. 2000(06)
硕士论文
[1]新型发动机缸体用耐热铝合金的合金化和微合金化[D]. 刘取.东南大学 2017
[2]新型发动机缸体用耐热铝硅铜锰合金的研制[D]. 胡以云.东南大学 2016
[3]活塞用Al-Si-Cu铝合金的高温疲劳行为[D]. 马荻.沈阳工业大学 2016
[4]铁相对ZL114A合金高温力学性能的影响[D]. 吴亮.昆明理工大学 2012
[5]高强航空铝合金的组织与高周疲劳性能研究[D]. 杨弥珺.东北大学 2011
[6]高强耐热铝合金的热稳定性与疲劳性能研究[D]. 卢致宇.西安工业大学 2011
[7]高强耐热Al-Si-Cu-Mg合金的组织与性能研究[D]. 余凌智.西安工业大学 2011
[8]Al-Si-Cu-Ni-Mg系活塞合金高温强化相的研究[D]. 李云国.山东大学 2011
[9]活塞用新型铝合金和SiCp/Al复合材料的疲劳行为研究[D]. 王立东.西安工业大学 2006
本文编号：2988806
【文章来源】：东南大学江苏省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：88 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
da/dN-△K曲线
anoindentation)，也被称为深度-敏感压痕(Dep纪七八十年代发展起来的一种新的材料表面微将特定的压头在一定的压力下压入试样，通过从而计算硬度值，得到的结果数据量有限、对传统压痕技术上进一步发展而来，通过计算机头压入及取出过程中的载荷-深度(Load-Displa法更多的信息，并且纳米压痕技术可以将压头操作简单、损伤量小的优点。技术计算材料微观力学性能术记录得到的载荷-深度曲线一般可以分为三在保载过程，则有如图 1-2 所示的典型加载-卸
图 1-4 残余应力对载荷-深度曲线的影响[60]：compressive residual stress: 残余压应力; tensile residual stress: 残余拉应景及意义题组的前期工作中，胡以云[34]首先开发出新型 Al-Si-Cu-Mn 系基础上通过调控 Cu 的含量以及加入 Ni、Er、Nb 等元素进行金在高温下的抗拉强度，其中 Ni 合金化对高温强度贡献最大工作现状，通过对比 Al-Si-Cu-Mn 合金在室温及高温下的疲劳合金中新引入的耐热富锰相对疲劳过程、尤其是高温疲劳过程化后 Ni 元素在合金高温疲劳中所起的作用。结合纳米压痕技在不同的疲劳条件下的微观力学性能，通过压痕特征参数的变究 Al-Si-Cu-Mn 合金的疲劳机理。
【参考文献】：
期刊论文
[1]Al-9.0%Si-4.0%Cu-0.4%Mg（-0.3%Sc）合金的显微组织及其低周疲劳行为[J]. 车欣,梁兴奎,陈丽丽,陈立佳,李锋. 金属学报. 2014(09)
[2]211Z.X耐热高强韧铝合金的疲劳特性[J]. 黄朝文,梁益龙,杨明,徐平伟,李祥,梁宇. 金属热处理. 2013(02)
[3]耐热铝合金研究进展[J]. 贾祥磊,朱秀荣,陈大辉,费良军. 兵器材料科学与工程. 2010(02)
[4]铝合金在汽车工业中的应用与发展前景[J]. 武仲河,战中学,孙全喜,黄瑞芬. 内蒙古科技与经济. 2008(09)
[5]世界汽车铝合金材料技术的新进展[J]. 冯美斌,褚东宁,敖炳秋,袁序弟,王勇. 汽车工艺与材料. 2007(10)
[6]航空铝合金的发展回顾与展望[J]. 杨守杰,戴圣龙. 材料导报. 2005(02)
[7]耐热铝合金研究进展[J]. 王建华,易丹青,陈康华,卢斌,刘沙. 宇航材料工艺. 2000(06)
硕士论文
[1]新型发动机缸体用耐热铝合金的合金化和微合金化[D]. 刘取.东南大学 2017
[2]新型发动机缸体用耐热铝硅铜锰合金的研制[D]. 胡以云.东南大学 2016
[3]活塞用Al-Si-Cu铝合金的高温疲劳行为[D]. 马荻.沈阳工业大学 2016
[4]铁相对ZL114A合金高温力学性能的影响[D]. 吴亮.昆明理工大学 2012
[5]高强航空铝合金的组织与高周疲劳性能研究[D]. 杨弥珺.东北大学 2011
[6]高强耐热铝合金的热稳定性与疲劳性能研究[D]. 卢致宇.西安工业大学 2011
[7]高强耐热Al-Si-Cu-Mg合金的组织与性能研究[D]. 余凌智.西安工业大学 2011
[8]Al-Si-Cu-Ni-Mg系活塞合金高温强化相的研究[D]. 李云国.山东大学 2011
[9]活塞用新型铝合金和SiCp/Al复合材料的疲劳行为研究[D]. 王立东.西安工业大学 2006
本文编号：2988806
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