挤压铸造Al-Mg-Si-Zn合金微观组织与力学性能的研究

发布时间：2023-02-26 09:14

　　铝合金因具有较高的比强度成为汽车应用最主要的轻量化材料之一,也是目前在汽车上应用最多的轻金属材料。铸造是汽车铝合金构件成形的主要方法之一,为了提高铸造铝合金性能,Al-Mg-Si铸造铝合金得到了研究者高度关注。Al-Mg-Si合金不仅在铸态下表现出较好的强韧性,还可以通过添加其他合金元素(如Zn元素),利用热处理工艺进一步提高其力学性能。但是对Al-Mg-Si-(Zn)合金挤压铸造的研究仍然未见报道,本文拟对挤压铸造Al-Mg-Si-(Zn)合金开展微观组织、力学性能和热处理的研究。首先使用Thermo-Calc相图计算软件计算Al-Mg-Si(-Zn)合金的多元相图和相变过程曲线,预测了Si和Zn元素对合金微观组织的影响。随后以相图计算结果为指导,设计了多种不同成分的合金,并进行了挤压铸造制备。对合金的微观组织、力学性能、断口特征进行观察、测试和分析,揭示了不同含量的Si和Zn元素对Al-Mg-Si(-Zn)合金微观组织(包括纳米析出相)、力学性能和断口特征的影响。并探索了该合金的热处理工艺,对合金热处理后的组织、性能和断口进行了分析和讨论。Si元素对挤压铸造Al-5Mg-xSi合金...

【文章页数】：125 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 高性能铸造铝合金的研究现状及方法
        1.2.1 Al-Si系铸造合金的研究现状
        1.2.2 Al-Cu系铸造合金的研究现状
        1.2.3 Al-Mg系铸造合金的研究现状
    1.3 合金成分设计的计算方法
        1.3.1 热力学软件模拟法
        1.3.2 机器学习法
    1.4 挤压铸造技术简介
    1.5 本课题研究目的、意义及内容
        1.5.1 研究的目的和意义
        1.5.2 研究内容
        1.5.3 课题来源
第二章 研究方法与分析测试实验
    2.1 引言
    2.2 相图计算与成分设计
    2.3 合金制备
        2.3.1 配料与熔炼
        2.3.3 挤压铸造制备
    2.4 热处理
        2.4.1 固溶温度及时间
        2.4.2 时效温度与时间
        2.4.3 热处理工艺
    2.5 微观组织分析
        2.5.1 金相组织
        2.5.2 扫描电镜分析
        2.5.3 透射电镜分析
    2.6 力学性能测试
        2.6.1 布氏硬度测试
        2.6.2 室温拉伸试验
        2.6.3 断口观察
    2.7 本章小结
第三章 Si元素对挤压铸造Al-Mg-Si合金组织与性能的影响
    3.1 引言
    3.2 相图计算与合金成分设计
        3.2.1 相图计算
        3.2.2 相变过程计算
        3.2.3 合金成分设计
    3.3 热处理
        3.3.1 固溶温度确定
        3.3.2 固溶时间确定
        3.3.3 时效时间确定
        3.3.4 热处理制度
    3.4 铸态合金微观组织与力学性能
        3.4.1 微观组织
        3.4.2 力学性能
        3.4.3 拉伸断口
    3.5 热处理合金微观组织与力学性能
        3.5.1 微观组织
        3.5.2 沉淀相形貌及分布
        3.5.3 力学性能
        3.5.4 拉伸断口
    3.6 本章小结
第四章 Zn元素对挤压铸造Al-Mg-Si-Zn合金组织与性能的影响
    4.1 引言
    4.2 相图计算与合金成分设计
        4.2.1 相图计算
        4.2.2 相变过程计算
        4.2.3 合金成分设计
    4.3 热处理
        4.3.1 固溶温度确定
        4.3.2 固溶时间确定
        4.3.3 时效时间确定
        4.3.4 热处理制度
    4.4 铸态合金微观组织与力学性能
        4.4.1 微观组织
        4.4.2 力学性能
        4.4.3 拉伸断口
    4.5 热处理合金微观组织与力学性能
        4.5.1 微观组织
        4.5.2 沉淀相形貌及分布
        4.5.3 力学性能
        4.5.4 拉伸断口
    4.6 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间取得的研究成果
致谢
附件



本文编号：3750255