原位ZrB 2 纳米颗粒与Sr协同作用AlSi9Cu3合金组织和性能研究

发布时间：2021-10-22 05:01

　　近年来,能源问题和环境问题越来越严重,交通工具的轻量化已是大势所趋。铝合金因其轻质高强的特性逐渐取代传统钢材,在汽车行业的应用越来越广泛。由于Al-Si-Cu系铝合金强度高、成形性好、铸造性能优异,在国际上被广泛应用于汽车减震器、支架、油泵壳体等形状复杂的关键部件上。然而,我国对于Al-Si-Cu系铝合金的开发和应用起步较晚,合金的强塑性、抗疲劳性能难以满足制造业快速发展对材料更高性能的要求,因此,如何提升Al-Si-Cu系合金的性能,尤其是抗疲劳性能不仅具学术意义,更具有重要的工程应用价值。本论文基于在合金中引入原位颗粒增强体,并与Sr协同作用,显著提高合金性能的思路。以AlSi9Cu3合金为基体,采用熔体原位反应法（DMR）,以AlSi9Cu3-K₂ZrF₆-KBF₄作为反应体系,在引入原位ZrB₂纳米颗粒的基础上,进一步引入微量元素Sr优化材料的微观组织、提高合金的强塑性和抗疲劳性能,利用OM、XRD、SEM、EDS、TEM、电子万能材料试验机、疲劳试验机等分析测试手段,对不同ZrB_... 

【文章来源】：江苏大学江苏省

【文章页数】：76 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

疲劳寿命曲线图

中间合金与 Cu 以保证合金成分，并于井式炉中保温 15 min；（4）取出坩埚，精炼除气扒渣后于 700~720 ℃浇注到事先预热至 200 ℃的铜模中，待冷却后获得复合材料铸锭。2 Sr 变质 AlSi9Cu3 合金的制备工艺：首先称取反应所需原材料，包括纯 Al，Al-20Si、Al-10Mn 和 Al-10Sr 中间合金、电解铜及少量 Mg 合金。具体的制备及变质工艺如下所示：（1）将纯 Al，Al-20Si 放入石墨坩埚，于井式中频感应炉中熔化，并加热至 730 ℃；（2）将称量好的纯 Cu、Mg 合金、Al-10Mn 与 Al-10Sr 中间合金加入熔体中，在保证合金成分的情况下进行变质处理，变质期间施加电磁搅拌，变质时间为 15 min；（3）将坩埚取出，用 C2Cl6进行精炼除气，扒渣处理过后，于 700~720 ℃浇注到事先预热至 200 ℃的铜模中并冷却至室温，获得合金铸锭。3 Sr 变质处理 ZrB2/AlSi9Cu3 复合材料的制备工艺如图 2.1 所示，该方法是以上两种方法的结合，先反应生成纳米颗粒增强铝基复合材料，对熔体进行第一次精炼除气扒渣处理；然后对复合材料进行变质并补充相应的合金元素，待变质完全并精炼除气扒渣后，浇注于预热的铜模之中，待冷却后获得复合材料铸锭。

图 2.2 Observer.Z1m 型光学显微镜Fig. 2.2 Observer.Z1m type optical microscope物相分析如图 2.3 所示的 X 射线衍射仪对复合材料的物相进行确定验参数如下：Cu 靶 Kα线、电压为 40 kv、电流为 100 mA，min。实验结束后，利用 MDI Jade 6.0 软件对原始实验数据材料中的物相信息。


本文编号：3450435