基于成分优化的Al-Si-Cu-Mg合金的强韧化研究

发布时间：2024-01-17 15:27

　　进入21世纪以来,我国航空航天事业经历了高速发展历程,铸造铝合金由于其良好的机械性能而在航空航天领域得到了广泛的应用。近年来航空航天领域对材料的要求已由轻量化向强韧化过渡。为了进一步提高铸造Al-Si-Cu-Mg合金的力学性能,本实验通过优化主要合金元素含量、复合添加钠盐与Sr变质剂、添加稀土 Y并对合金进行T6热处理得到了强度和韧性较优的铸造AlSilOCulMg合金,并对Al-Si-Cu-Mg强韧化机理进行探究与分析。首先,研究了 Al-Si-Cu-Mg中各主要元素对合金性能的影响。后采用正交实验探究了 9-11%Si、0.5-1.5%Cu、0.3-0.5%Mg范围内合金元素交互作用对其强韧性的影响并分析了强化机理。结果表明:Mg和Cu对抗拉强度影响最大,Si对延伸率有着显著影响;AlSilOCulMg0.4合金力学性能最佳,抗拉强度为275MPa,延伸率为3.2%;A12Cu和Mg2Si相为Al-Si-Cu-Mg中主要强化相。其次,同时添加钠盐与Al-10Sr这两种变质剂,研究了 Na和Sr复合添加的变质效果,以及Na与Sr这两种变质元素之间的交互作用。结果表明:Na和Sr在合金...

【文章页数】：70 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 选题背景
    1.2 铸造铝合金
    1.3 铸造铝合金增强增韧的主要方法
        1.3.1 合金成分优化
        1.3.2 晶粒细化
        1.3.3 变质处理
        1.3.4 熔体净化处理
        1.3.5 热处理强化工艺
    1.4 铝合金铸造方法
        1.4.1 金属型铸造
        1.4.2 砂型铸造
        1.4.3 低压铸造
        1.4.4 熔模铸造
        1.4.5 挤压铸造
    1.5 铝合金强韧化的国内外研究现状
    1.6 课题研究目的及内容
        1.6.1 研究目的
        1.6.2 研究内容
第2章 实验材料及实验方法
    2.1 实验原材料
        2.1.1 纯金属
        2.1.2 中间合金
        2.1.3 非金属
        2.1.4 辅助工具
    2.2 实验设备
    2.3 实验工艺流程
    2.4 合金热处理工艺
    2.5 合金组织观察与力学性能测试
第3章 高强高韧铸造铝合金主要合金元素成分优化
    3.1 合金成分优化研究
        3.1.1 单项实验研究
        3.1.2 正交试验设计与分析
    3.2 扫描电镜结果分析
        3.2.1 扫描电镜结果分析
    3.3 Al-Si-Cu-Mg合金断口形貌分析
    3.4 本章小结
第4章 钠盐与Al-Sr在合金复合变质处理中的交互作用
    4.1 变质处理
    4.2 Na和Sr复合变质对AlSi10CulMg合金组织与性能的影响
    4.3 钠盐和Al-10Sr中间合金的交互作用
    4.4 本章小结
第5章 稀土Y对AlSi10Cu1Mg0.4合金组织与性能的影响
    5.1 稀土对合金性能影响机理
        5.1.1 变质作用
        5.1.2 净化作用
        5.1.3 合金化作用
    5.2 合金组织与力学性能分析
    5.3 拉伸断口形貌分析
    5.4 本章小结
第6章 总结与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
致谢
在校期间主要研究成果



本文编号：3879326