铝/钢双金属铸造工艺及其界面微观结构研究
发布时间：2021-07-11 16:25
铝/钢双金属复合材料结合了钢铁材料优良的力学性能和铝合金材料的轻质、高导热、耐腐蚀等性能,在燃气轮机缸体材料轻量化应用方面具有十分广阔的前景。液-固复合铸造法具有工艺简单,成本低廉的特点,是目前制备铝/钢复合材料制备过程中应用最为广泛的一种工艺。然而,在液-固复合铸造过程中,由于铝和钢之间物理和化学性质差异很大,且在复合铸造过程中铝、钢之间相互接触时间较短,很难形成有效的熔合区,从而严重影响了铝/钢的结合性能,这也成为制约铝/钢双金属复合材料发展和应用的瓶颈。针对铝/钢双金属液-固复合过程中存在的问题,本课题结合国内外铝/钢双金属液-固复合的研究现状;通过对钢板分别采用热浸镀铝、电镀镍、电镀镍后热浸镀铝几种预处理工艺改善铝、钢之间的润湿性能,促进铝/钢之间形成有效的结合,并在复合后对试样进行不同工艺的后处理,促进铝和钢之间发生冶金结合。利用光学显微镜、SEM、EDS、XRD等方法对铝/钢复合界面组织成分及显微结构进行了分析;并对复合试样进行了界面显微硬度测试和剪切试验,研究了不同工艺对铝/钢结合性能的影响,并且研究了热浸铝工艺下铝/镀铝钢界面的形成机理以及铝/镀铝钢界面扩散层的生长动力...
【文章来源】：哈尔滨工程大学黑龙江省 211工程院校
【文章页数】：100 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
表面处理后浇注Al-7Si铝合金的界面组织
哈尔滨工程大学硕士学位论文 750℃下进行不同时长的保温处理，并通过电子电子背散射分析了铝/钢界面组织变化规律。通过研究，发现随着保温时间的增加，Al5Fe2相层逐渐向FeAl2相进行当保温时间达到 480 小时时，铝/钢复合界面将由FeAl2相和FeAl相组成，基本不Al5Fe2相。此外，他们还研究了钢基体热浸镀铝硅合金后其界面的组成变化[44]，现随着热浸铝熔体中硅含量的增加，中间相层/铁基体界面形貌由粗糙变得平整，面中间相层的厚度随之减小，在铝/钢界面处还生成了形成了六方晶系的τ5-Al8Feτ6-Al5FeSi相。奥地利学者Krendelsberger N.等人[45]研究了Al-Fe-Si三元金属间化合成过程，发现τ6-Al5FeSi是在 573℃铁、铝、硅相互结合形成的。法国Viala J C等学者[46]将铸铁试样在铝硅合金熔体中进行热浸镀处理，使灰铸铁成一层铝合金镀层后，采用压铸工艺制备了铝合金/铸铁双金属复合材料。研究发用这种Al-Fin工艺制备的铝合金/铸铁双金属复合材料在其界面处形成一个Fe2、τ5-Al7.4Fe2Si和τ6-Al4.5FeSi这三种金属间化合物组成的连续相层，如图 1.2 所示
第 1 章 绪论分析了热处理对于结合区扩散过程的影响。发现热浸镀铝可以有效的有效的冶金结合，而且热处理后扩散层明显变宽，热处理可以有效的-Al-Si三元相的生长。H.等人[50]将复合试样在 600℃的下长时间保温处理中，发现扩散层厚在保温处理 16 小时时，扩散层主要为靠近铝基体的τ6(Al4.5FeSi)相和Fe2)相组成，扩散层中靠近η处还会出现一些Kirkendall空隙，如图 2
【参考文献】：
期刊论文
[1]铝合金在船舶和海洋工程中的应用[J]. 齐忠原,巫瑞智,王国军,王强,侯乐干. 轻合金加工技术. 2016(01)
[2]304不锈钢/铝扩散焊接界面组织与性能[J]. 史珂轲,刘德义,任瑞铭. 大连交通大学学报. 2014(05)
[3]热浸镀铝与热浸渗铝钢抗高温氧化腐蚀性能对比研究[J]. 吴笛,张勋,王翔. 自动化与仪器仪表. 2013(05)
[4]铸铁/铝合金镶嵌界面结合强度的增强途径研究[J]. 许旸,彭明诚,卢正欣,王爱娟,王海生. 铸造技术. 2013(03)
[5]功率超声在金属焊接中应用的研究进展[J]. 赵君文,戴光泽,韩靖,黄兴民. 热加工工艺. 2012(09)
[6]热浸镀铝技术研究进展与展望[J]. 刘洪福,牛宗伟,赵东山. 全面腐蚀控制. 2011(11)
[7]铝铁复合铸造界面金相研究[J]. 李文钊,边秀房. 机械工程学报. 2011(16)
[8]界面处理方法对不锈钢/铝多层复合板结合强度的影响[J]. 董贤帮,庞玉华,张静. 轻合金加工技术. 2009(03)
[9]搅拌摩擦焊工艺与机理的研究[J]. 李兵,谢里阳,王磊,何雪浤. 现代制造技术与装备. 2008(01)
[10]连续铸造制备Mg-Al/Al梯度复合材料的试验研究[J]. 许峰,张卫文,罗宗强,康志新,李元元. 特种铸造及有色合金. 2007(08)
硕士论文
[1]铝铁双金属复合工艺与界面剪切性能研究[D]. 郭志林.山东大学 2017
[2]柴油机铝合金缸体与铁基缸套结合性能研究[D]. 李迟.华中科技大学 2015
[3]汽车发动机缸体铝/铁双金属复合工艺及性能研究[D]. 刘洋.山东大学 2015
[4]铝/钢液—固复合铸造工艺及其组织性能研究[D]. 陈达.合肥工业大学 2013
[5]铝铁双金属铸造工艺及其复合界面的研究[D]. 李文钊.山东大学 2012
[6]碳钢热浸镀铝镀层的组织与性能及稀土改性研究[D]. 孙伟.华中科技大学 2011
[7]钢/铝、铜/铝复合材料的制备及性能研究[D]. 张红安.江苏大学 2007
[8]型内感应加热钢/铝双金属复合成型工艺[D]. 张跃.郑州大学 2007
[9]钢丝热浸镀铝工艺及组织性能的研究[D]. 宋世崑.大连理工大学 2000
本文编号：3278438
【文章来源】：哈尔滨工程大学黑龙江省 211工程院校
【文章页数】：100 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
表面处理后浇注Al-7Si铝合金的界面组织
哈尔滨工程大学硕士学位论文 750℃下进行不同时长的保温处理，并通过电子电子背散射分析了铝/钢界面组织变化规律。通过研究，发现随着保温时间的增加，Al5Fe2相层逐渐向FeAl2相进行当保温时间达到 480 小时时，铝/钢复合界面将由FeAl2相和FeAl相组成，基本不Al5Fe2相。此外，他们还研究了钢基体热浸镀铝硅合金后其界面的组成变化[44]，现随着热浸铝熔体中硅含量的增加，中间相层/铁基体界面形貌由粗糙变得平整，面中间相层的厚度随之减小，在铝/钢界面处还生成了形成了六方晶系的τ5-Al8Feτ6-Al5FeSi相。奥地利学者Krendelsberger N.等人[45]研究了Al-Fe-Si三元金属间化合成过程，发现τ6-Al5FeSi是在 573℃铁、铝、硅相互结合形成的。法国Viala J C等学者[46]将铸铁试样在铝硅合金熔体中进行热浸镀处理，使灰铸铁成一层铝合金镀层后，采用压铸工艺制备了铝合金/铸铁双金属复合材料。研究发用这种Al-Fin工艺制备的铝合金/铸铁双金属复合材料在其界面处形成一个Fe2、τ5-Al7.4Fe2Si和τ6-Al4.5FeSi这三种金属间化合物组成的连续相层，如图 1.2 所示
第 1 章 绪论分析了热处理对于结合区扩散过程的影响。发现热浸镀铝可以有效的有效的冶金结合，而且热处理后扩散层明显变宽，热处理可以有效的-Al-Si三元相的生长。H.等人[50]将复合试样在 600℃的下长时间保温处理中，发现扩散层厚在保温处理 16 小时时，扩散层主要为靠近铝基体的τ6(Al4.5FeSi)相和Fe2)相组成，扩散层中靠近η处还会出现一些Kirkendall空隙，如图 2
【参考文献】：
期刊论文
[1]铝合金在船舶和海洋工程中的应用[J]. 齐忠原,巫瑞智,王国军,王强,侯乐干. 轻合金加工技术. 2016(01)
[2]304不锈钢/铝扩散焊接界面组织与性能[J]. 史珂轲,刘德义,任瑞铭. 大连交通大学学报. 2014(05)
[3]热浸镀铝与热浸渗铝钢抗高温氧化腐蚀性能对比研究[J]. 吴笛,张勋,王翔. 自动化与仪器仪表. 2013(05)
[4]铸铁/铝合金镶嵌界面结合强度的增强途径研究[J]. 许旸,彭明诚,卢正欣,王爱娟,王海生. 铸造技术. 2013(03)
[5]功率超声在金属焊接中应用的研究进展[J]. 赵君文,戴光泽,韩靖,黄兴民. 热加工工艺. 2012(09)
[6]热浸镀铝技术研究进展与展望[J]. 刘洪福,牛宗伟,赵东山. 全面腐蚀控制. 2011(11)
[7]铝铁复合铸造界面金相研究[J]. 李文钊,边秀房. 机械工程学报. 2011(16)
[8]界面处理方法对不锈钢/铝多层复合板结合强度的影响[J]. 董贤帮,庞玉华,张静. 轻合金加工技术. 2009(03)
[9]搅拌摩擦焊工艺与机理的研究[J]. 李兵,谢里阳,王磊,何雪浤. 现代制造技术与装备. 2008(01)
[10]连续铸造制备Mg-Al/Al梯度复合材料的试验研究[J]. 许峰,张卫文,罗宗强,康志新,李元元. 特种铸造及有色合金. 2007(08)
硕士论文
[1]铝铁双金属复合工艺与界面剪切性能研究[D]. 郭志林.山东大学 2017
[2]柴油机铝合金缸体与铁基缸套结合性能研究[D]. 李迟.华中科技大学 2015
[3]汽车发动机缸体铝/铁双金属复合工艺及性能研究[D]. 刘洋.山东大学 2015
[4]铝/钢液—固复合铸造工艺及其组织性能研究[D]. 陈达.合肥工业大学 2013
[5]铝铁双金属铸造工艺及其复合界面的研究[D]. 李文钊.山东大学 2012
[6]碳钢热浸镀铝镀层的组织与性能及稀土改性研究[D]. 孙伟.华中科技大学 2011
[7]钢/铝、铜/铝复合材料的制备及性能研究[D]. 张红安.江苏大学 2007
[8]型内感应加热钢/铝双金属复合成型工艺[D]. 张跃.郑州大学 2007
[9]钢丝热浸镀铝工艺及组织性能的研究[D]. 宋世崑.大连理工大学 2000
本文编号：3278438
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