高強(qiáng)韌鑄造鋁合金組織和性能的綜合優(yōu)化

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1、摘要鑄造鋁硅合金的晶粒尺寸、凝固組織中a-AI枝晶和共晶si的形態(tài)及分布對(duì)力學(xué)性能影響很大，因此需要對(duì)合金進(jìn)行熔體處理以及熱處理，從而達(dá)到改善組織形貌、提高力學(xué)性能的目的。本文以A357合金為研究對(duì)象，通過在合金熔體中加入細(xì)化劑、變質(zhì)劑來研究細(xì)化與變質(zhì)對(duì)合金微觀組織和性能產(chǎn)生的影響，并研究了A357合金的壁厚效應(yīng)。本文的主要研究?jī)?nèi)容如下：1．Sr變質(zhì)合金的共晶硅為纖維狀，抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度都大于Na、Sb變質(zhì)合金。Sr變質(zhì)的共晶硅相在熱處理后得到了很好的粒狀化效果，比Na鹽變質(zhì)變得更細(xì)小和圓整。在變質(zhì)效果好的合金中，共晶Si相

2、與a枝晶在合金的晶界處交錯(cuò)排列，相界面能夠阻礙滑移的進(jìn)行，使得合金變形更為困難，因而共晶si相組織越多，強(qiáng)度越高，塑性越低。sb的變質(zhì)能力較弱，使共晶硅的形貌由板片狀轉(zhuǎn)變成細(xì)纖維狀。在Na、Sr、Sb三種變質(zhì)劑中，Sb變質(zhì)合金的延伸率最高。2．對(duì)于A357合金，AI-5Ti-B的加入不僅可以抑制初晶a-^l的生長(zhǎng)，細(xì)化『A1相，而且隨著a—A1相的細(xì)化也會(huì)相應(yīng)細(xì)化合金的硅相組織，改善共晶硅的形態(tài)。Ti含量對(duì)合金的屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度影響不大，但對(duì)合金的塑性影響較大，隨Ti含量的增加，合金的延伸率呈現(xiàn)先增加后減小的趨勢(shì)。3．研究了

3、A1—5Ti—B細(xì)化劑和Na鹽變質(zhì)劑對(duì)金屬型鑄造A357合金的微觀組織和力學(xué)性能的影響。在兩者共同作用于合金時(shí)，合金的力學(xué)性能低于Ti細(xì)化，高Na鹽變質(zhì)。4．探討了壁厚對(duì)砂型鑄造A357合金組織、硬度和熱處理的影響。結(jié)果表明隨鑄件壁厚的增加，A357合金的組織變得粗大，硬度變小。隨壁厚的增加，固溶處理和時(shí)效處理所需的時(shí)間也更長(zhǎng)。關(guān)鍵詞：A357合金；細(xì)化和變質(zhì)：微觀組織和力學(xué)性能：壁厚效應(yīng)：熱處理西北工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文AbstractTheA1-Sicastingalloys’Smechanicalpropertiesale

4、stronglyinfluencedbygrainsize．distributionandmorphologyofⅡ—Udendriticcrystalandeutectic-silicon,heattreatment．Accordingly,melttreatmentandheattreatmentforthealloysaremadetoimprovesolidificationmorphologiesandincreasemechanicalproperties．T11isthesisregardedA357alloya

5、stheresearchobject．TheeffectsofrefinementandmodifieationellthemicrostructureofalloyshavebeeninvestigatedbyaddingtherefinerandmodifierinthemelLthesensibilitytowallthicknessinA357alloyWasalsostudied．Theresearchaspectsofthepaperareasfollows：1．11塢Sr-modifiedstructuresex

6、hibitedfibrousSiandSr-modifiedalloysa托significantlyhigherthanthoseoftheNa-modifiedandtheSb-modifiedalloyintensilepropertiesandyieldstrength．EutecticSiparticlesofSt-modifiedalloysarepalletizedobviously,thinnerandrounderthantheNa-modified．EutectieSiphasesa∞staggeredpa

7、tternwithu-dendritesoncrystalboundaryinmodifiedbetteralloy．Thephaseinterfaceshindranceglidingandmakeitdifficulttodeformforalloy,andSOthemoreeutecticstructures，thehigherintensityandthelowerplasticity．SbisweakermorethanNainmodifyingability,andmicrostructureofeutectic—

8、SimaybechangedfromflakestofibrousbySbmodified．皿eSb-modifiedalloy’SelongationWashighestinthethreemodifiers．2．TheresultsshowthatAl-5Ti-Bnoto