变质处理对亚共晶Al-Si合金组织及性能的影响

发布时间：2017-08-21 14:25

  本文关键词：变质处理对亚共晶Al-Si合金组织及性能的影响

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【摘要】：亚共晶铝硅合金由于其具有良好的铸造性能，弹性系数小，导电性能优良等优点，被广泛用于高压罐体、高铁枕梁等零部件。本课题根据实际生产需要，以铸造铝合金中常用的ZL101为研究对象，探讨了不同变质剂及热处理对合金组织和力学性能的影响其变质机理的分析。 研究结果表明：Sr变质存在很大的吸气倾向，在90min时合金密度最低；添加0.2%RE后能大幅度改善吸氢情况，提高合金密度。Sb+Te变质不存在吸气问题，采用Sb+Te+RE三元复合变质时能够显著提高合金密度。 Sr变质能够改变共晶硅的生长方式，能够将共晶硅由粗大的片状或针状转变成细小的短杆状或纤维状，大幅度提高共晶硅分枝，变质后共晶硅平均长度约为9.0μm，平均宽度约为2.0μm；RE的加入能够提高Sr变质的变质效果，进一步降低共晶硅尺寸，促进共晶硅分枝，变质后共晶硅平均长度约为7.0μm，平均宽度约为1.7μm。Sb+Te变质不能改变共晶硅的生长方式，，变质后其共晶硅平均长度约为23.0μm，平均宽度约为2.6μm；Sb+Te+RE变质后其共晶硅平均长度约为16.0μm，平均宽度约为2.2μm。 Sb+Te+RE三元复合变质对合金综合力学性能提升最为明显，布氏硬度达到68.7HB，较未变质提升了28.89%，抗拉强度可达到173.1MPa，较未变质提高了34.81%，伸长率达到4.79%，较未变质提高了94.72%；而Sr+RE复合变质能够大幅度提高合金导电性能，可达到40.80%IACS，较未变质时提高了19.75%，较其它变质处理也提高了7.65%~13.68%。Sr变质存在30min左右的孕育期，此时合金未完全变质，在5h左右开始出现变质衰退；RE的加入能够消除孕育期，Sr+RE的有效变质时间可达到7h以上。 热处理后共晶硅尖端发生钝化，共晶硅颗粒熔断转变成球状或颗粒状，尺寸大小降低。热处理后合金力学性能和导电性能明显提高，Sb+Te+RE复合变质T6热处理对合金力学性能提升最为显著，Sr+RE复合变质对合金电导率提升最为明显。
【关键词】：亚共晶铝硅合金 变质处理 力学性能 T6热处理
【学位授予单位】：沈阳工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG146.21;TG166.3
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-7
• 目录7-9
• 第1章 绪论9-18
• 1.1 研究背景以及意义9
• 1.2 精炼处理9-11
• 1.3 细化处理11-12
• 1.4 变质处理12-15
• 1.4.1 钠变质12-13
• 1.4.2 锶变质13
• 1.4.3 锑变质13-14
• 1.4.4 钡变质14
• 1.4.5 碲变质14
• 1.4.6 稀土变质14-15
• 1.4.7 复合变质15
• 1.5 铸造 Al-Si 合金中的氢15-16
• 1.5.1 氢的来源及铸件中气孔的形成15-16
• 1.5.2 气孔对铸件质量的影响16
• 1.6 Al-Si 合金的热处理16-17
• 1.7 研究内容17-18
• 第2章 实验材料及研究方法18-22
• 2.1 实验原材料18-19
• 2.2 实验设备及材料制备19-20
• 2.2.1 合金熔炼及制备19-20
• 2.2.2 热处理工艺参数20
• 2.3 显微组织观察分析20
• 2.4 力学性能及电导率测试20-22
• 第3章 不同变质处理对合金组织及性能的影响22-38
• 3.1 变质处理对合金性能的影响22-29
• 3.1.1 变质处理对合金力学性能的影响22-24
• 3.1.2 热处理对合金力学性能的影响24-25
• 3.1.3 变质处理对合金电导率的影响25-26
• 3.1.4 变质处理对合金含氢量的影响26-29
• 3.2 不同变质剂对合金显微组织的影响29-36
• 3.2.1 不同变质处理后变质效果29-32
• 3.2.2 硅相形貌及尺寸32-34
• 3.2.3 热处理对合金组织的影响34-36
• 3.3 本章小结36-38
• 第4章 变质时间对合金组织及性能的影响38-48
• 4.1 Sr 变质时间对合金组织的影响38-42
• 4.1.1 Sr 变质时间对合金性能的影响38-40
• 4.1.2 Sr 变质时间对合金组织的影响40-42
• 4.1.3 不同时间 Sr 变质后热处理对合金组织的影响42
• 4.2 Sr+RE 复合变质对合金组织及性能的影响42-47
• 4.2.1 Sr+RE 复合变质对合金力学性能的影响42-45
• 4.2.2 Sr+RE 复合变质对合金组织的影响45-46
• 4.2.3 不同时间 Sr+RE 复合变质后热处理对合金组织的影响46-47
• 4.3 本章小结47-48
• 第5章 结论48-49
• 参考文献49-53
• 在学研究成果53-54
• 致谢54

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前5条

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2 周昆;铝合金熔体净化技术及发展趋势[J];世界有色金属;1997年11期

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本文编号：713421