熔体复合处理制备过共晶铝硅合金组织及耐磨性能的研究

发布时间：2021-10-07 11:41

　　过共晶铝硅合金以其导热性好、密度低、热膨胀系数小、较高的耐磨耐腐蚀性能、尺寸稳定性好等诸多优点,成为制造活塞的理想材料。但是过共晶铝硅合金在铸造成形过程中,由于其结晶温度过宽,硅相的结晶潜热大,因此初生硅相在生长过程中易成为粗大的不规则的板块状或长条状,严重割裂基体,使合金的脆性升高,切削加工性能变差,使其大规模应用受到限制。目前针对如何改善初生硅相尺寸、形貌及在基体中的分布,国内外学者作了大量的研究。对初生硅相的细化方法目前主要分为化学变质法和动力学处理方法两大类。化学细化法主要是通过添加P和稀土元素进行变质处理来达到细化硅相的目的,动力学处理方法主要有快速凝固、熔体温度处理、半固态铸造等。目前对过共晶铝硅合金的性能研究主要体现在其摩擦磨损性能上。本文采用扩散凝固技术制备过共晶Al-22%Si合金,以纯A1和Al-30%Si合金为母合金,并与传统变质处理相结合,系统研究了不同混合方式和母合金不同预处理温度对初生硅相尺寸、形貌和分布及摩擦磨损性能的影响。实验结果表明：（1）采用扩散凝固技术制备过共晶Al-22%Si合金,可明显细化初生硅相,改善初生硅相尺寸及其在基体中的分布,提高合金的... 

【文章来源】：兰州理工大学甘肃省

【文章页数】：77 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
插图索引
附表索引
第一章 绪论
    1.1 前言
    1.2 过共晶Al-Si合金的特性
        1.2.1 Al-Si合金成分
        1.2.2 Al-Si合金性能
    1.3 初生硅相的形态控制及研究现状
        1.3.1 初生硅生长机制
        1.3.2 细化初生硅的方法
        1.3.3 过共晶Al-Si合金的摩擦磨损性能
    1.4 扩散凝固技术
    1.5 选题的意义、目的、内容
        1.5.1 选题的意义、目的
        1.5.2 研究内容
第二章 实验
    2.1 引言
    2.2 实验材料
    2.3 技术路线
    2.4 实验方法
    2.5 试样的制备
    2.6 初生硅相显微组织观察及定量分析
    2.7 摩擦磨损实验
第三章 扩散凝固技术制备过共晶Al-22%Si合金的组织
    3.1 传统铸造制备过共晶Al-22%Si合金
    3.2 液-固混合扩散凝固制备过共晶Al-22%Si合金
        3.2.1 液态Al-30%Si(850℃)与固态纯Al(630℃)混合
        3.2.2 液态Al-30%Si(880℃)与固态纯Al(630℃)混合
        3.2.3 液态Al-30%Si(900℃)与固态纯Al(630℃)混合
        3.2.4 小结
    3.3 液-液混合扩散凝固制备过共晶Al-22%Si合金
        3.3.1 液态Al-30%Si(820℃)与液态纯Al(660℃)混合
        3.3.2 液态Al-30%Si(850℃)与液态纯Al(660℃)混合
        3.3.3 液态Al-30%Si(900℃)与液态纯Al(660℃)混合
        3.3.4 小结
    3.4 半固态-液态混合扩散凝固制备过共晶Al-22%Si合金
        3.4.1 半固态Al-30%Si(800℃)与液态纯Al(660℃)混合
        3.4.2 小结
    3.5 本章小结
第四章 熔体复合处理制备过共晶Al-22%Si合金
    4.1 传统变质制备过共晶Al-Si合金
        4.1.1 传统变质条件下过共晶Al-22%Si合金组织
        4.1.2 传统变质条件下过共晶Al-30%Si合金组织
        4.1.3 小结
    4.2 熔体复合处理制备过共晶Al-22%Si合金
        4.2.1 变质及固液混合扩散凝固制备过共晶Al-22%Si合金的组织
        4.2.2 变质及液液混合扩散凝固制备过共晶Al-22%Si合金的组织
        4.2.3 小结
    4.3 熔体复合处理对初生硅相细化机理探讨
    4.4 本章小结
第五章 过共晶Al-22%Si合金磨损行为研究
    5.1 扩散凝固及热处理对过共晶Al-22%Si合金组织影响
        5.1.1 热处理工艺的选择
        5.1.2 不同工艺条件下热处理前后过共晶铝硅合金的组织
        5.1.3 小结
    5.2 扩散凝固及热处理对过共晶Al-22%Si合金磨损行为研究
        5.2.1 不同工艺条件下过共晶铝硅合金的磨损率
        5.2.2 不同工艺条件下过共晶铝硅合金的磨损形貌
        5.2.3 不同工艺条件下过共晶铝硅合金的磨损机理
        5.2.4 小结
    5.3 本章小结
结论
参考文献
致谢
附录A 攻读硕士期间发表的学术论文
附录B 申请专利


【参考文献】：
期刊论文
[1]熔体温度处理及变质对Al-20%Si合金凝固组织的影响[J]. 王连登,朱定一,陈永禄,魏喆良,李秋菊,黄利光,宋伟,吴海彬.  中国有色金属学报. 2011(09)
[2]熔体混合处理对过共晶铝硅合金显微组织的影响[J]. 王尤生,王连登,朱定一,乔卫,温鸿英,廖琳.  机械工程材料. 2011(02)
[3]熔体混合与电磁搅拌对Al-20Si合金中初生Si相的细化效果[J]. 王连登,朱定一,王尤生,宋伟,陈永禄,魏喆良,黄利光,李秋菊.  特种铸造及有色合金. 2010(11)
[4]成分互补熔体温度处理对高硅铝合金组织的影响[J]. 王连登,王尤生,朱定一,易炜发,黄利光.  特种铸造及有色合金. 2010(02)
[5]高硅铝合金中初晶硅形态控制研究进展[J]. 葛良琦,颜银标,蒋良,杨军.  材料导报. 2007(03)
[6]合金熔体过热处理研究的国内发展状况[J]. 周振平,李荣德.  铸造. 2003(02)
[7]不同成分铝硅合金熔体混合对初生硅相细化的研究[J]. 叶春生,宋俊杰,张新平,潘冶.  铸造. 2002(03)
[8]过共晶铝硅合金的研究及应用[J]. 赖华清,范宏训,徐祥.  汽车工艺与材料. 2001(10)
[9]冷却速度对过共晶铝硅合金凝固组织和耐磨性能的影响[J]. 赵爱民,毛卫民,甄子胜,姜春梅,钟雪友.  中国有色金属学报. 2001(05)
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博士论文
[1]高强度铸造A1-Si-Cu-Mg合金固态相变研究[D]. 李润霞.沈阳工业大学 2004

硕士论文
[1]CDS铸造过共晶Al-Si合金组织及性能的研究[D]. 罗影.兰州理工大学 2012
[2]复合变质处理制备（大）过共晶铝硅合金[D]. 孙淑红.昆明理工大学 2004



本文编号：3421976