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液态模锻过共晶铝硅合金组织及性能

作　者: 郭望春
导　师: 袁晓光；黄宏军
学　校: 沈阳工业大学
专　业: 材料加工工程
关键词: 液态模锻过共晶Al-Si合金热处理微观组织
分类号: TG319
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

过共晶铝硅合金因为其具有优良的铸造性能、线膨胀系数小、耐磨性好,被广泛用于汽车活塞、缸体等零件上。但普通的铸造方法具有缩孔、疏松等缺陷,常规的成形技术很难使铸铝合金产生较大的变形率,对于形状复杂的制件更是如此,采用普通铸造工艺成形的产品的性能又往往达不到使用要求,因此限制了铸铝合金的使用。液态模锻是一项先进的加工工艺,该工艺方法使金属在压力下成形,可以避免铸件出现缩孔和疏松,并且可以细化晶粒,改善铸件的微观组织和力学性能;使得铸件外型尺寸更加准确,表面粗糙度降低,局部可不必再加工,还可以降低制件、尤其是复杂形状制件的制造成本,同时还具有精铸件精密成型的高效率、高精度等特点。因此,本文采用液态模锻成形技术,制备了三种不同成分的过共晶型铝硅合金,并研究了热处理工艺对该合金组织及性能影响。研究表明:经液态模锻成型后,Al-13%Si合金组织中的α-Al相尺寸更细小,且α-Al相所占共晶组织的比例较铸态下更大,即共晶β-Si相数量减少,同时发现,组织中出现了块状初晶硅相;Al-14.5%Si合金和Al-16%Si合金组织中α+Si共晶相所占共晶组织的比例较铸态下更大,初生β-Si相比例减小,且尺寸更细小;合金经过热处理后,组织中粗大的树枝晶尺寸更细小、分布更均匀,共晶β-Si相由长条状变成趋于球状,初生β-Si相边角钝化、圆整化。经液态模锻成型后,过共晶Al-13%Si合金的抗拉强度由铸态的233.92MPa上升到276.11MPa,经过热处理后抗拉强度达到了365.52MPa,比铸态合金提高了56.3%,过共晶Al-14.5%Si合金的抗拉强度由铸态的201.5MPa上升到236.32MPa,经过热处理后抗拉强度达到了287.30MPa,比铸态合金提高了42.6%,过共晶Al-16%Si合金的抗拉强度由铸态的165.21MPa上升到199.45MPa,经过热处理后抗拉强度达到了247.66MPa,比铸态合金提高了24.2%。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-10
第一章绪论  10-23
  1.1 过共晶铝硅合金的发展现状  10-14
    1.1.1 过共晶铝硅合金的成分  10-12
    1.1.2 过共晶铝硅合金的变质处理  12-14
  1.2 铝合金液态模锻成型工艺发展现状  14-21
    1.2.1 液态模锻工艺  14-15
    1.2.2 液态模锻成形的主要优点  15-16
    1.2.3 国内外液态模锻技术的发展  16-20
    1.2.4 铝硅合金液态模锻工艺发展现状  20-21
  1.3 本课题主要研究内容  21-23
第二章实验材料与方法  23-27
  2.1 实验材料  23
  2.2 实验设备  23-24
  2.3 合金的熔炼  24
  2.4 液态模锻参数的选择  24
  2.5 实验工艺流程  24-25
  2.6 热处理工艺参数的设定  25-26
  2.7 性能测试  26-27
第三章液态模锻铝硅合金组织  27-37
  3.1 合金成分设计  27-29
  3.2 Al-13% Si 合金组织  29-33
    3.2.1 液态模锻Al-13% Si 合金组织  29-31
    3.2.2 不同压力下液态模锻Al-13% Si 合金组织  31-33
  3.3 Al-14.5%Si合金组织和Al-16%Si合金组织  33-37
第四章热处理对合金组织的影响  37-44
  4.1 热处理Al-13% Si 合金组织  37-39
  4.2 热处理Al-14.5% Si 合金组织  39-40
  4.3 热处理Al-16% Si 合金组织  40-41
  4.4 合金析出相分析  41-44
第五章合金的力学性能  44-51
  5.1 Al-13% Si 合金的力学性能  44-46
  5.2 Al-14.5% Si 合金的力学性能  46-47
  5.3 Al-16% Si 合金的力学性能  47-51
第六章结论  51-52
参考文献  52-55
在学研究成果  55-56
致谢  56

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