合金元素和深冷处理对铸造铝硅合金性能及组织的影响

发布时间：2017-10-09 06:15

  本文关键词：合金元素和深冷处理对铸造铝硅合金性能及组织的影响

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【摘要】：亚共晶Al-Si合金比重小、比强度高、机械加工性能好，近年来，铝合金在交通运输及其材料构成中所占比额大大增涨，在工业生产中具有巨大的发展潜力。 本文以亚共晶Al-Si-Cu-Mg合金为研究对象，分别研究了合金元素Zn、Ag对合金力学性能及组织的影响。研究发现，Zn能起到轻微细化Al-Si-Cu-Mg合金铸态组织的作用，但其细化效果有限；T6热处理后，随Zn含量增加，合金的室温抗拉强度、伸长率都先上升后下降，添加0.75%Zn，其抗拉强度、伸长率分别达到339Mpa、4.5%。其强化机理：Zn以置换固溶体形式较均匀的分布在基体中，导致晶格点阵畸变程度变大，位错运动受到阻碍，进而引起强化。研究还发现，加入0.4%Ag，合金经T6热处理后，，室温抗拉强度达到298MPa，伸长率达到5.3%。合金中添加0.6%的Ag基本全部固溶入合金的基体中。 本文还研究了Zn对Al-Si-Cu-Mg合金低温力学性能的影响，结果发现，添加Zn后合金的低温力学性能增加，当温度降到-60℃时，抗拉强度达到330MPa，比未加Zn的合金提高6.5%；伸长率为3.4%，提高了14.5%。Zn能够提高Al-Si-Cu-Mg合金的低温力学性能。 通过研究深冷处理可知，深冷处理显著提高合金的室温抗拉强度及硬度，但降低延伸率。改变液氮保温时间发现，合金经过525℃（8h）+深冷处理24h+165℃（6h），其室温抗拉强度达到338.2MPa，比T6热处理提高10.4%，伸长率达到2.4%，下降42.9%。深冷处理中，温度的下降促使第二相加快析出，析出数量增加，同时合金组织体积收缩，晶格缩小，组织内部产生压应力，导致局部产生细小的亚晶，达到细化晶粒的效果，从而改善合金性能。
【关键词】：Al-Si-Cu-Mg合金 合金元素 深冷处理 力学性能
【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
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-17
• 1.1 铸造铝硅合金的发展现状及趋势9-10
• 1.1.1 铝合金在高速列车上的应用9-10
• 1.1.2 课题研究的目的及意义10
• 1.2 铸造 Al-Si 合金的强韧化10-14
• 1.2.1 Al-Si 合金的合金化10-12
• 1.2.2 Al-Si 合金的熔体处理12-13
• 1.2.3 Al-Si 合金的热处理13-14
• 1.3 铸造铝合金的低温性能研究14-16
• 1.3.1 变形铝合金的低温性能研究14-15
• 1.3.2 Al-Si 合金的低温性能研究15-16
• 1.4 课题研究主要内容16-17
• 第2章 实验材料与方法17-21
• 2.1 实验方案17
• 2.2 实验材料17-18
• 2.3 合金的制备18
• 2.4 合金的热处理18-19
• 2.5 合金的微观组织观察19
• 2.6 合金的力学性能测试19-21
• 第3章 合金元素对 Al-Si 合金力学性能与组织的影响21-44
• 3.1 Zn 元素对亚共晶 Al-Si-Cu-Mg 合金室温性能与组织的影响21-33
• 3.1.1 Zn 元素对亚共晶 Al-Si-Cu-Mg 合金性能的影响21-23
• 3.1.2 室温拉伸断口形貌分析23-24
• 3.1.3 Zn 元素对亚共晶 Al-Si-Cu-Mg 合金组织的影响24-28
• 3.1.4 Zn 元素在亚共晶 Al-Si-Cu-Mg 合金中的存在状态28-30
• 3.1.5 Zn 对合金时效析出过程的影响30-33
• 3.2 Ag 元素对亚共晶 Al-Si-Cu-Mg 合金室温性能与组织的影响33-39
• 3.2.1 Ag 元素对亚共晶 Al-Si-Cu-Mg 合金性能的影响33-35
• 3.2.2 室温拉伸断口形貌分析35-36
• 3.2.3 Ag 元素对亚共晶 Al-Si-Cu-Mg 组织的影响36-39
• 3.3 Zn 对亚共晶 Al-Si-Cu-Mg 合金低温性能的影响39-42
• 3.4 本章小结42-44
• 第4章 深冷处理对 Al-Si 合金力学性能与组织的影响44-54
• 4.1 深冷处理对亚共晶 Al-Si 合金性能与组织的影响44-51
• 4.1.1 深冷处理对合金力学性能的影响44-47
• 4.1.2 拉伸断口形貌分析47-48
• 4.1.3 深冷处理对合金显微组织的影响48-51
• 4.2 深冷处理提高 Al-Si 合金性能机理分析51-53
• 4.3 本章小结53-54
• 第5章 结论54-55
• 参考文献55-59
• 在学研究成果59-60
• 致谢60

【参考文献】

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1 杨军军,聂祚仁,付静波,左铁镛;稀土在铝合金中的作用及研究进展[J];北京工业大学学报;2002年04期

2 宋e

本文编号：998584