活塞用Al-Si-Cu-Ni-Ce-Cr铸造耐热铝合金的组织与性能

发布时间：2021-02-27 00:27

　　铸造耐热铝合金被广泛使用在发动机活塞制造上,而且其所具有的价格优势以及其轻量化的特性非常明显,但是随着发动机性能的不断提高,使活塞的工作负荷显著增加,因此对活塞的性能尤其是高温性能提出了更高的要求。高性能铝合金活塞材料的开发有助于发动机的减重,同时使连杆、曲轴的负荷降低,提高发动机的效率。目前,提高活塞铝合金性能的方法主要是合金化,通过添加一些耐热元素,在组织中形成耐热第二相,起到异相强化的效果来提升高温强度;同时以热处理的方式来获得弥散析出相,以弥散强化的方式提升活塞材料的性能。本文以Al-Si系合金为研究对象,采用Cu、Ni、Ce、Cr元素进行合金化,运用正交试验的方法来优化合金成分,并通过热处理来进一步提高合金的性能,开发一种高性能活塞用Al-Si-Cu-Ni-Ce-Cr铸造耐热铝合金。为了探究不同Cu、Ni、Ce含量对铸造耐热铝合金组织与性能的影响,以及优化铸态合金成分,分别选取Cu含量为4%、5%、6%,Ni含量为1.0%、1.3%、1.5%,Ce含量为0.5%、1.0%、1.5%作为因素的三个水平,设计了三因素三水平的正交试验,采用L₉（3^4... 

【文章来源】：哈尔滨理工大学黑龙江省

【文章页数】：75 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 铸造耐热铝合金的研究现状及趋势
        1.2.1 Al-Si系铸造耐热铝合金
        1.2.2 Al-Cu系铸造耐热铝合金
        1.2.3 铝基复合材料
    1.3 Al-Si系耐热铝合金的合金化研究现状及趋势
    1.4 Al-Si系耐热铝合金的热处理研究现状
    1.5 本课题研究内容
第2章 试验材料及试验方法
    2.1 实验流程
    2.2 正交实验设计
        2.2.1 实验目的
        2.2.2 实验指标确定
        2.2.3 实验因素分析及水平确定
        2.2.4 确定正交表
    2.3 合金制备
        2.3.1 合金成分的设计
        2.3.2 合金熔炼
        2.3.3 合金的热处理
    2.4 合金的显微组织分析
        2.4.1 金相观察（OM）
        2.4.2 X射线衍射（XRD）
        2.4.3 扫描电镜（SEM）
    2.5 合金的力学性能测试
        2.5.1 硬度测试
        2.5.2 室温拉伸测试
        2.5.3 高温拉伸测试
第3章 正交试验合金成分优化
    3.1 引言
    3.2 合金的显微组织
        3.2.1 合金微观组织及物相组成
        3.2.2 合金第二相分布及形貌
        3.2.3 第二相百分含量
    3.3 合金的力学性能
        3.3.1 合金室温拉伸性能
        3.3.2 合金的高温拉伸性能
        3.3.3 拉伸断口分析
    3.4 本章小结
第4章 热处理工艺优化
    4.1 引言
    4.2 双步固溶处理工艺优化
        4.2.1 第二步固溶温度的优化
        4.2.2 第二步固溶时间的优化
    4.3 时效处理工艺优化
        4.3.1 时效温度优化
        4.3.2 时效时间优化
    4.4 热处理对第二相及合金元素的影响
        4.4.1 不同状态下第二相组成变化
        4.4.2 不同状态下合金元素的分布
    4.5 热处理对断裂特征的影响
    4.6 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的学术论文
致谢



本文编号：3053398