铝磷晶种合金的优化及其在铝硅多元合金中的应用
发布时间：2021-10-16 13:39
Al-Si合金的性能主要取决于初晶Si的形貌、尺寸和分布,故控制初晶Si对于Al-Si合金的性能具有重要的影响。目前工业上应用最广泛的是P变质处理,但是Al-P晶种合金加入到Al-Si熔体中后,熔体中存在较大尺度且吸附能力很强的AlP颗粒团,导致变质不足,进而影响活塞的力学性能。基于此,本文研究了三种新型Al-P-AlN、Al-P-Al3BC、Al-P-Al4C3晶种合金对活塞合金中初晶Si的调控,同时研究了新型晶种合金对ML174合金组织和性能的影响,分析了新型Al-P-AlN晶种合金中AlN含量对Al-P晶种合金的影响,及其对A390合金组织和性能以及P吸收率的影响。针对Al-Si合金中α-Al枝晶发达的问题,研究了AlTiC-B晶种合金对Al-Si合金晶粒以及力学性能的影响。本文的主要研究工作如下:（1）新型Al-P晶种合金的研制及其对ML174合金组织和性能的影响在Al-P晶种合金中添加AlN、A13BC、Al4C3粒子制备了三种新型Al-P-AlN、Al-P-Al3BC、Al-P-Al4C3晶种合金。研究发现,AlN粒子依附在AlP颗粒团的周围并在液固界面前沿富集,抑制了 A...
【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．］?Ａｌ－Ｓｉ二元合金相图［８］??Ｆｉｇ．?１．１?Ｐｈａｓｅ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｂｉｎａｒｙ?Ａｌ－?
?山东大学硕士学位论文???第二章试验材料及研究方法??２．１引言??本章主要介绍本文研宄的技术路线、试验材料、试验用合金以及本文用到的??性能测试方法等。??２．２研究的技术路线??Ａ１－Ｐ－Ａ１Ｎ?ＡＩ－Ｐ－Ａ１３ＢＣ?Ａ１－Ｐ－Ａ１４Ｃ３?Ａｌ－Ｐ?ＡｌＴｉＣ－Ｂ??１１１?Ｉ?Ｉ???？细化／变质＜??????Ｉ????ｉ?ｌ??ＭＬ１７４合金?Ａ３９０合金??Ｉ????Ｉ???ｗ???＾?ｔ?＼???组织表征?拉伸性能?Ｐ吸收率测试??＂１?￣￣??高强初Ａ?１－Ｓｉ合金??图２．１研宄的技术路线??Ｆｉｇ．２．１?Ｓｋｅｔｃｈ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ?ｒｏｕｔｅ?ｆｏｒ?ｓｅａｒｃｈ??本文主要对Ａｌ－Ｐ晶种合金进行优化，实现铝合金的高效磷变质处理，得到高??强初Ａｌ－Ｓｉ合金。根据前期研宂发现ＡＩＮ、ＡｂＢＣ、ＡＵＣ３等粒子与ＡＩ－Ｐ晶种合??金一同加入到铝硅合金中，可以提高其变质效果。因此，本文以Ａ１－Ｐ晶种合金??作为研宄对象，在晶种合金中添加ＡＩＮ、ＡｂＢＣ、ＡＵＣ３等粒子，制备新型Ａ１－Ｐ??晶种合金，并研究其对ＡＩ－Ｐ晶种合金中Ａ１Ｐ颗粒团的影响；研宄新型Ａ１－Ｐ晶种??合金对Ａｌ－Ｓｉ合金组织和力学性能的影响，并研宂新型Ｂ掺杂ＡｌＴｉＣ－Ｂ晶种合金??对Ａｌ－Ｓｉ合金的影响。利用金相显微镜（ＨＳＶＭ）、场发射扫描电子显微镜（ＦＥＳＥＭ）??等分析测试手段对ＡＩ－Ｐ晶种合金以及Ａｌ－Ｓｉ合金的微观形貌进行表征。技术路??线如图２．１所示。??１７??
２］。??２．４．３拉伸性能测试??用于拉伸性能测试的合金是在以下条件下浇铸而成的。首先将配制好的??ＭＬ１７４合金或者Ａ３９０合金除气除渣处理后，加入变质剂，在７３０°Ｃ（ＭＬ１７４合??金）或者７８０°Ｃ（Ａ３９０合金）保温３０ｍｉｎ，待熔体均匀后浇铸到己提前预热至２００°Ｃ??的抗拉试棒浇铸模具中。采用的热处理方式为Ｔ６热处理，工艺为：５１０°Ｃ固溶处??理２ｈ，淬火冷却，１８０°Ｃ时效处理８ｈ，空冷。??根据ＧＢ／Ｔ２２８．１－２０１０［３］标准要求，拉伸试样的样品加工成如图２．２所示的“狗??骨”状。拉伸性能在ＣＭＴ４２０２电子万能拉伸试验机中进行测试，试验拉伸速率为??２．〇１１１〇１／１１＾１１，试样标距２５．０〇１１１１１１，其中高温拉伸性能的测试温度为３５０°〇，保温??时间为３０?ｍｉｎ。拉伸试验前应在试样标距处添加引伸计，以准确获得拉伸过程中??的应力－应变曲线。每组试样拉伸性能为多个试验拉伸数据的平均值。??（ａ）?，???／?，１?Ｔ￣ｒｎ?办??－二谬??Ｖ??—??６Ｓ???????１２８???ｆ??（ｂ）?．０??ｒａ?＾??????５??ＣＮ??图２．２拉伸试棒尺寸（ｍｍ）：?（ａ）室温拉伸试棒；（ｂ）高温拉伸试棒??Ｆｉｇ．２．２?Ｐａｔｔｅｒｎ?ｄｉｍｅｎｓｉｏｎｓ?ｆｏｒ?ｔｅｎｓｉｌｅ?ｓｐｅｃｉｍｅｎｓ?（ｍｍ）：?（ａ）?ｒｏｏｍ?ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ；?（ｂ）?ｈｉｇｈ??ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ??２０??
【参考文献】：
期刊论文
[1]Cu-P合金变质过共晶铝硅合金时熔体搅拌工艺对变质效果的影响[J]. 陈淑英,马胜男,岳旭东,李青春,常国威. 稀有金属材料与工程. 2019(03)
[2]P-Sb复合变质对Al-Si合金组织的影响[J]. 宗福春,葛素静,杜科选,张翠翠,王国俭,孙伟娜. 特种铸造及有色合金. 2016(07)
[3]稀土元素Nd变质对ZL101铝合金的显微组织与力学性能的影响[J]. 蔡厚道. 铸造. 2015(06)
[4]Na-Ba复合变质对改良铸造铝-硅合金组织和性能的影响[J]. 李飞龙,王文超,苏广才,刘俊生,汤胜博,李飞庆,陈丁文,林卓毅. 轻合金加工技术. 2012(02)
[5]P-RE复合变质对过共晶Al-20%Si-Mg合金凝固组织的影响[J]. 李兴彬,马幼平,卢绍龙,李秀兰. 轻合金加工技术. 2010(09)
[6]铝:可持续发展的绿色金属[J]. 苏鸿英. 世界有色金属. 2010(05)
[7]P+RE变质对过共晶Al-Si合金组织的影响[J]. 梁国萍,苏勇,刘福东,孙林,章高伟,王爱珍,金梅. 特种铸造及有色合金. 2010(03)
[8]车身材料轻量化及其新技术的应用[J]. 李桂华,熊飞,龙江启. 材料开发与应用. 2009(02)
[9]铸造Al-Si合金变质处理的概况和发展趋势[J]. 汤顺意,周年润. 金属世界. 2007(03)
[10]高硅铝合金几种常见制备方法及其细化机理[J]. 杨伏良,甘卫平,陈招科. 材料导报. 2005(05)
博士论文
[1]Al-Si-X-P熔体中Al-P团簇演变行为与化学稳定性的研究[D]. 朱向镇.山东大学 2016
[2]铝合金中TiC生长与演变及硼掺杂改性的研究[D]. 聂金凤.山东大学 2013
[3]Al-25%Si合金Si相形态、变质及性能研究[D]. 胡慧芳.重庆大学 2010
[4]铝熔体中TiC合成与演变的研究[D]. 丁海民.山东大学 2010
[5]变质对过共晶铝硅合金中初生硅的影响及其作用机制[D]. 许长林.吉林大学 2007
硕士论文
[1]抗Zr“中毒”Al-Ti-B-C中间合金及其对7050合金细化新工艺研究[D]. 张国君.山东大学 2017
本文编号：3439905
【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．］?Ａｌ－Ｓｉ二元合金相图［８］??Ｆｉｇ．?１．１?Ｐｈａｓｅ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｂｉｎａｒｙ?Ａｌ－?
?山东大学硕士学位论文???第二章试验材料及研究方法??２．１引言??本章主要介绍本文研宄的技术路线、试验材料、试验用合金以及本文用到的??性能测试方法等。??２．２研究的技术路线??Ａ１－Ｐ－Ａ１Ｎ?ＡＩ－Ｐ－Ａ１３ＢＣ?Ａ１－Ｐ－Ａ１４Ｃ３?Ａｌ－Ｐ?ＡｌＴｉＣ－Ｂ??１１１?Ｉ?Ｉ???？细化／变质＜??????Ｉ????ｉ?ｌ??ＭＬ１７４合金?Ａ３９０合金??Ｉ????Ｉ???ｗ???＾?ｔ?＼???组织表征?拉伸性能?Ｐ吸收率测试??＂１?￣￣??高强初Ａ?１－Ｓｉ合金??图２．１研宄的技术路线??Ｆｉｇ．２．１?Ｓｋｅｔｃｈ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ?ｒｏｕｔｅ?ｆｏｒ?ｓｅａｒｃｈ??本文主要对Ａｌ－Ｐ晶种合金进行优化，实现铝合金的高效磷变质处理，得到高??强初Ａｌ－Ｓｉ合金。根据前期研宂发现ＡＩＮ、ＡｂＢＣ、ＡＵＣ３等粒子与ＡＩ－Ｐ晶种合??金一同加入到铝硅合金中，可以提高其变质效果。因此，本文以Ａ１－Ｐ晶种合金??作为研宄对象，在晶种合金中添加ＡＩＮ、ＡｂＢＣ、ＡＵＣ３等粒子，制备新型Ａ１－Ｐ??晶种合金，并研究其对ＡＩ－Ｐ晶种合金中Ａ１Ｐ颗粒团的影响；研宄新型Ａ１－Ｐ晶种??合金对Ａｌ－Ｓｉ合金组织和力学性能的影响，并研宂新型Ｂ掺杂ＡｌＴｉＣ－Ｂ晶种合金??对Ａｌ－Ｓｉ合金的影响。利用金相显微镜（ＨＳＶＭ）、场发射扫描电子显微镜（ＦＥＳＥＭ）??等分析测试手段对ＡＩ－Ｐ晶种合金以及Ａｌ－Ｓｉ合金的微观形貌进行表征。技术路??线如图２．１所示。??１７??
２］。??２．４．３拉伸性能测试??用于拉伸性能测试的合金是在以下条件下浇铸而成的。首先将配制好的??ＭＬ１７４合金或者Ａ３９０合金除气除渣处理后，加入变质剂，在７３０°Ｃ（ＭＬ１７４合??金）或者７８０°Ｃ（Ａ３９０合金）保温３０ｍｉｎ，待熔体均匀后浇铸到己提前预热至２００°Ｃ??的抗拉试棒浇铸模具中。采用的热处理方式为Ｔ６热处理，工艺为：５１０°Ｃ固溶处??理２ｈ，淬火冷却，１８０°Ｃ时效处理８ｈ，空冷。??根据ＧＢ／Ｔ２２８．１－２０１０［３］标准要求，拉伸试样的样品加工成如图２．２所示的“狗??骨”状。拉伸性能在ＣＭＴ４２０２电子万能拉伸试验机中进行测试，试验拉伸速率为??２．〇１１１〇１／１１＾１１，试样标距２５．０〇１１１１１１，其中高温拉伸性能的测试温度为３５０°〇，保温??时间为３０?ｍｉｎ。拉伸试验前应在试样标距处添加引伸计，以准确获得拉伸过程中??的应力－应变曲线。每组试样拉伸性能为多个试验拉伸数据的平均值。??（ａ）?，???／?，１?Ｔ￣ｒｎ?办??－二谬??Ｖ??—??６Ｓ???????１２８???ｆ??（ｂ）?．０??ｒａ?＾??????５??ＣＮ??图２．２拉伸试棒尺寸（ｍｍ）：?（ａ）室温拉伸试棒；（ｂ）高温拉伸试棒??Ｆｉｇ．２．２?Ｐａｔｔｅｒｎ?ｄｉｍｅｎｓｉｏｎｓ?ｆｏｒ?ｔｅｎｓｉｌｅ?ｓｐｅｃｉｍｅｎｓ?（ｍｍ）：?（ａ）?ｒｏｏｍ?ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ；?（ｂ）?ｈｉｇｈ??ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ??２０??
【参考文献】：
期刊论文
[1]Cu-P合金变质过共晶铝硅合金时熔体搅拌工艺对变质效果的影响[J]. 陈淑英,马胜男,岳旭东,李青春,常国威. 稀有金属材料与工程. 2019(03)
[2]P-Sb复合变质对Al-Si合金组织的影响[J]. 宗福春,葛素静,杜科选,张翠翠,王国俭,孙伟娜. 特种铸造及有色合金. 2016(07)
[3]稀土元素Nd变质对ZL101铝合金的显微组织与力学性能的影响[J]. 蔡厚道. 铸造. 2015(06)
[4]Na-Ba复合变质对改良铸造铝-硅合金组织和性能的影响[J]. 李飞龙,王文超,苏广才,刘俊生,汤胜博,李飞庆,陈丁文,林卓毅. 轻合金加工技术. 2012(02)
[5]P-RE复合变质对过共晶Al-20%Si-Mg合金凝固组织的影响[J]. 李兴彬,马幼平,卢绍龙,李秀兰. 轻合金加工技术. 2010(09)
[6]铝:可持续发展的绿色金属[J]. 苏鸿英. 世界有色金属. 2010(05)
[7]P+RE变质对过共晶Al-Si合金组织的影响[J]. 梁国萍,苏勇,刘福东,孙林,章高伟,王爱珍,金梅. 特种铸造及有色合金. 2010(03)
[8]车身材料轻量化及其新技术的应用[J]. 李桂华,熊飞,龙江启. 材料开发与应用. 2009(02)
[9]铸造Al-Si合金变质处理的概况和发展趋势[J]. 汤顺意,周年润. 金属世界. 2007(03)
[10]高硅铝合金几种常见制备方法及其细化机理[J]. 杨伏良,甘卫平,陈招科. 材料导报. 2005(05)
博士论文
[1]Al-Si-X-P熔体中Al-P团簇演变行为与化学稳定性的研究[D]. 朱向镇.山东大学 2016
[2]铝合金中TiC生长与演变及硼掺杂改性的研究[D]. 聂金凤.山东大学 2013
[3]Al-25%Si合金Si相形态、变质及性能研究[D]. 胡慧芳.重庆大学 2010
[4]铝熔体中TiC合成与演变的研究[D]. 丁海民.山东大学 2010
[5]变质对过共晶铝硅合金中初生硅的影响及其作用机制[D]. 许长林.吉林大学 2007
硕士论文
[1]抗Zr“中毒”Al-Ti-B-C中间合金及其对7050合金细化新工艺研究[D]. 张国君.山东大学 2017
本文编号：3439905
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