共晶铝硅合金的单变质及复合变质处理研究

发布时间：2022-02-20 12:14

　　共晶铝硅合金具有低熔点、低密度、低热膨胀系数、高耐磨性、高比强度、铸造性能和可焊性好等特点,在汽车和航空航天领域得到应用广泛,主要用作发动机缸体和活塞等。在共晶铝硅合金中,由于粗大针片状共晶硅对基体的割裂作用,将明显降低该合金的力学性能。因此,通常采用Na、Sr、RE等对共晶铝硅合金进行变质处理来改善共晶硅形态,以减轻其对合金力学性能的不利影响。目前,针对共晶铝硅合金的变质处理,研究工作主要集中在细化合金的显微组织和提高其力学性能,但未对合金中初生α–Al和初晶Si面积分数的变化及其对合金力学性能的影响加以研究。本文采用Al–5Ti和Al–3P分别对共晶铝硅合金进行单变质、Al–3P和Al–3B对其进行复合变质处理,系统研究变质处理后共晶铝硅合金中初生α–Al和初晶Si面积分数的变化及其对合金力学性能的影响,并测定了复合变质相关Al–B–P三元系相图,以达到设计复合变质剂和诠释复合变质机理的目的,研究结果对进一步分析共晶铝硅合金显微组织、拓宽其应用领域具有重要参考与指导作用。采用Al–5Ti中间合金对共晶铝硅合金进行变质处理,研究结果表明:当变质温度由650oC提高700oC时,初生α... 

【文章来源】：常州大学江苏省

【文章页数】：79 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
中文摘要
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1 绪论
    1.1 引言
    1.2 铝硅合金变质处理研究
        1.2.1 铝硅合金变质处理的研究意义
        1.2.2 铝硅合金变质处理国内外研究现状
    1.3 相图研究及其应用
        1.3.1 相图概述及其测定方法
        1.3.2 相图在铝硅合金变质处理研究中的应用
        1.3.3 Al–B–P三元系相图的研究现状
    1.4 本文研究的目的和研究内容
        1.4.1 研究目的
        1.4.2 研究内容
2 实验方法
    2.1 共晶铝硅合金的变质处理
        2.1.1 实验材料及设备
        2.1.2 变质处理实验过程
        2.1.3 合金显微组织分析
        2.1.4 合金力学性能测试
    2.2 相图测定及其应用
        2.2.1 实验材料及设备
        2.2.2 合金成分设计及平衡样品的制备
        2.2.3 合金相组成的确定及Al–B–P三元系700oC等温截面的绘制
        2.2.4 Al–1.5B–3P合金设计及其对共晶铝硅合金变质处理
3 Al–5Ti变质共晶铝硅合金的显微组织与力学性能研究
    3.1 引言
    3.2 变质温度对Al–5Ti变质共晶铝硅合金显微组织的影响
    3.3 Al–5Ti加入量对共晶铝硅合金显微组织的影响
    3.4 Al–5Ti变质处理对共晶铝硅合金力学性能的影响
    3.5 本章小结
4 Al–3P变质共晶铝硅合金的显微组织与力学性能研究
    4.1 引言
    4.2 变质温度对Al–3P变质共晶铝硅合金显微组织的影响
    4.3 Al–3P加入量对共晶铝硅合金显微组织的影响
    4.4 Al–3P变质处理对共晶铝硅合金力学性能的影响
    4.5 本章小结
5 Al–3P和 Al–3B复合变质共晶铝硅合金的显微组织与力学性能研究
    5.1 引言
    5.2 变质剂加入量对复合变质共晶铝硅合金显微组织的影响
    5.3 Al–3P和 Al–3B复合变质对共晶铝硅合金力学性能的影响
    5.4 本章小结
6 Al–1.5B–3P合金设计及其对共晶铝硅合金复合变质处理研究
    6.1 引言
    6.2 Al–B–P三元系700oC等温截面的实验测定
    6.3 基于Al–B–P三元系相关系的Al–1.5B–3P复合变质剂设计
    6.4 Al–1.5B–3P复合变质共晶铝硅合金的显微组织和力学性能
    6.5 本章小结
7 总结与展望
    7.1 全文总结
    7.2 工作展望
参考文献
攻读学位期间研究成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]Al-Si合金变质元素及其交互作用[J]. 张佳虹,邢书明.  材料导报. 2018(11)
[2]Al-P变质剂制备及其变质效果研究[J]. 张广安,赵兴明,张明昌,王鸿健,赵荣达,辛立君.  铸造技术. 2017(11)
[3]Al-Si合金力学性能与初生α-Al相数量的相关性研究[J]. 姚丽娟,南瑞华,朱满.  特种铸造及有色合金. 2017(08)
[4]半固态成形工艺特点及发展现状[J]. 孟毅.  精密成形工程. 2016(04)
[5]Al-5Ti-0.2C细化剂对7085铝合金形核及过冷度的影响[J]. 宁佳杰,李晓谦,蒋日鹏,黄明哲.  中南大学学报(自然科学版). 2015(08)
[6]AlTi5B1对亚共晶铝硅合金的组织和性能的影响[J]. 舒华记,司乃潮,孙少纯,刘光磊,吴勤方.  铸造. 2011(11)
[7]变质元素对铸造Al-Si合金共晶结晶的作用及机制[J]. 祖方遒.  铸造. 2011(11)
[8]B细化处理对亚共晶铝硅合金力学性能和断口形貌的影响[J]. 李小松,蔡安辉,罗云.  湖南理工学院学报(自然科学版). 2009(02)
[9]Mn对高铁铝硅合金中铁相形态和力学性能的影响[J]. 范晓明,刘建方,文红艳.  特种铸造及有色合金. 2008(08)
[10]Al-10Ce中间合金的制备及对α-Al的变质效果[J]. 王正军,杨在志,潘卫军.  有色金属(冶炼部分). 2008(03)

博士论文
[1]Al-Si合金半固态浆料制备技术及应用研究[D]. 梁小康.北京有色金属研究总院 2017
[2]Al-X（Si，Zr，Ca）-P合金中磷化物的研究[D]. 左敏.山东大学 2010

硕士论文
[1]Al-Si-P三元系相关系测定及过共晶铝硅合金熔体处理研究[D]. 文滔.湘潭大学 2011
[2]Si-P系与Cu-P系富磷合金的研究[D]. 吴亚平.山东大学 2011



本文编号：3635025