烏克蘭汽車零部件高強(qiáng)度鑄造鋁合金技術(shù)合作

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1、6用于汽車零部件的、有良好鑄造性能的高強(qiáng)度鑄造鋁合金的研發(fā)一、技術(shù)目的該項(xiàng)目的目的是研究出一種新的具有Al-Mg-Si三元系統(tǒng)的高強(qiáng)度鑄造共晶(a-Al+Mg2Si)合金金屬(ASM合金)系統(tǒng),并確定出其冶煉工藝參數(shù)及其熱處理工藝程序。在這個(gè)技術(shù)框架內(nèi)將要確定各主要合金的比例——Al-(6-12)Mg-(2.8-6)Si,以及摻雜(Cr,Ti,Mn)成份的份量和其它成份的含量(0.05-7.0)。根據(jù)合金用途的不同,其機(jī)械強(qiáng)度也將不同,這將大大提高材料的可操作參數(shù)性能。項(xiàng)目的結(jié)果將是建立一種新的高強(qiáng)

2、度共晶合晶,并研究出其生產(chǎn)工藝。我們的合金試驗(yàn)室樣品的初步機(jī)械性能已達(dá)到以下水平:1、極限抗拉強(qiáng)度430—470兆帕(MPa)2、屈服強(qiáng)度340—375MPa3、拉伸可達(dá)2%4、硬度HV1200-1350MPa5、極好的鑄造性能我們認(rèn)為新合金的抗疲勞度將比356合金大20-30%。二、技術(shù)背景下面這個(gè)表列出了新的ASM合金與一些商業(yè)合金在機(jī)械性能與鑄造性能方面的比較合金機(jī)械性能可鑄造水平(1到5)sB,MPas0.2,MPad,%AЛ19(АК5)(Al-Cu)330-370260-2804-53A

3、Л9(АК7ч)(Al-Si)220-262165-2072-65研發(fā)的ASM合金430-470340-3751.2-2.05這樣,新的ASM合金將節(jié)約材料和能源消耗,同時(shí)機(jī)械加工用量也將降低。6早些時(shí)候一些專家在如何平衡合金的多成份系統(tǒng)及其設(shè)計(jì)原理方面作了一些理論和實(shí)驗(yàn)研究,烏克蘭專家在此基礎(chǔ)上,對鑄造三元Al-Mg-Si系統(tǒng)鋁合金進(jìn)行了研究,并提出了專利申請。接下來的研究工作將是要研發(fā)出一種新的、機(jī)械性能和鑄造性能都大大提高的鑄造合金。Milman教授的科研小組在烏克蘭—韓國合作中具有很豐富的經(jīng)

4、驗(yàn)。其合作成果之一就是創(chuàng)造出了Al-Si-Mg合金,韓國機(jī)械和材料研究所與烏克蘭國家科學(xué)院的研究所擁有共同專利。三、技術(shù)細(xì)節(jié)1、研發(fā)進(jìn)度頭一年:---對含Mg2Si的多成份鋁合金的均衡相進(jìn)行分析,并選取出其基礎(chǔ)成份和合金系統(tǒng),以獲得其分配和固溶強(qiáng)化機(jī)制和工藝。在對合金系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化時(shí),要把共晶合金的共晶轉(zhuǎn)換凝聚溫度參數(shù)、熱穩(wěn)定性和相成份等因素考慮進(jìn)去。要確定其機(jī)械性能水平。---對ASM合金熱處理工藝程序進(jìn)行研發(fā),確定其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定分散的加強(qiáng)粒子本體里的結(jié)構(gòu)組成,這種組成不應(yīng)與共晶群相互作用。對其結(jié)構(gòu)和性

5、能質(zhì)量進(jìn)行研究。第二年:---確定合金熱處理后的機(jī)械性能(拉伸強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度和耐疲勞度)以及共晶ASM合金微結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系和性能。對合金成份進(jìn)行調(diào)節(jié);---確定ASM合金的鑄造性能;---研究出融煉工藝(使用主合金、供料方法、對熔體進(jìn)行改善以防止熔體氧化及吸附上氫等);---對熔體進(jìn)行加工以減少氧化和含氫物量。確定出合理的融煉溫度和時(shí)間(熔體過加熱溫度、過加熱持續(xù)時(shí)間、確定合理的澆鑄溫度等)。.2、設(shè)備和產(chǎn)品烏方已有在本項(xiàng)目框架內(nèi)開展一系列工作的科研人員和技術(shù)基礎(chǔ),項(xiàng)目設(shè)備:6---生產(chǎn)主合金的,具

6、有非融化鎢電極MIFI-9-3的電弧融煉爐;---用于生產(chǎn)錠的感應(yīng)冶煉爐;---X射線衍射儀DRON-2,0,DART-UM1;---帶有數(shù)碼相機(jī)的光學(xué)金屬相顯微鏡NEOPHOT-32和MIM-10;---透射電子顯微鏡JEM-2100F;---有X射線微分析儀Superprobe-733的電子掃描顯微鏡;---熱分析設(shè)備TA-1;---用于各種熱分析的設(shè)備VDTA-8;---用于退火的電阻爐;---顯微硬度檢測儀PMT-3;---維氏硬度檢測儀;---用于機(jī)械測試的機(jī)器“Ceramtest”;--

7、-在升高溫度時(shí)進(jìn)行機(jī)械測試的機(jī)器1253-U-2-2;---對金屬相樣品進(jìn)行研磨和拋光的機(jī)器;---電腦設(shè)備。3、方案示意64、技術(shù)優(yōu)點(diǎn)新合金的特別優(yōu)點(diǎn)在于它同時(shí)具有高強(qiáng)度和優(yōu)越的鑄造性能。把這種新的ASM合金用于將來的汽車上(氣缸蓋、軸承、連軸節(jié)、連接桿等)將為減輕汽車總重量作出具大貢獻(xiàn)。眾所周知,重量的減輕意味著油耗的減少:每一公斤重量將減少10升油,這將減少海量的用油。以每年1千六百萬輛車計(jì)算,減輕30%重量的節(jié)油量為43200M€。5、工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域6新型輕質(zhì)高強(qiáng)度鑄造鋁合金可以與汽車、航空、

8、航天及造船工業(yè)用鋁合金相競爭。也可以很輕松和自然地用于其它使用鑄造鋁的工業(yè)中(交通、電子、各種設(shè)備等)。6、技術(shù)研發(fā)完成進(jìn)度研究人員在相轉(zhuǎn)移和物理強(qiáng)度領(lǐng)域作的工作是建立新型鑄造鋁合金的物理基礎(chǔ),其中一些是受專利保護(hù)的。在對ASM合金各成份進(jìn)行合理化選擇時(shí)將用到這些資料。研究人員已完成了對有用材料的分析,對鋁合金合金系統(tǒng)的資料進(jìn)行了總結(jié)。完成了對合金系統(tǒng)進(jìn)行選擇的初步試驗(yàn),對一塊合金的機(jī)械性能水平進(jìn)行了分析和確定。在試驗(yàn)樣品上,研究人員已達(dá)到所希望的新合金的機(jī)械性能。目

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