| 题名 | 热处理对CDS制备过共晶Al-Si合金组织与性能的影响 |
| 作者 | 于珂璐 |
| 答辩日期 | 2018 |
| 导师 | 李元东 |
| 关键词 | 过共晶Al-Si合金 CDS 热处理 Si相形貌 力学性能 |
| 学位名称 | 硕士 |
| 英文摘要 | 过共晶Al-Si合金属于高强度铸造铝合金,由于其密度低、导热性能好,又具有一定强度、硬度以及良好的耐磨性能,因此,在汽车、航空航天及加工制造行业中用来制作耐摩擦情况下使用的零件。但在合金加工成型的凝固过程中,由于合金的凝固温度范围较大,当温度下降至固相线温度附近时,合金发生共晶反应,粗大的板条状初生相以及长针状的共晶相在合金中不均匀的析出,它们都极易对基体产生应力集中及割裂现象,对力学性能都产生了较大的影响,同时降低了材料的切削加工性能,限制了其大规模的生产应用。通过细化晶粒可以改善铝合金铸锭组织的偏析、减少铸件的热裂倾向,并提高材料的塑性变形能力。通过受控扩散凝固技术制备的过共晶Al-Si合金,合金的初生α-Al具有细小均匀的非枝晶形态,因而其具有较好的补缩效果,从而可以减小热裂和缩松等缺陷的生成。随后对制备的合金进行热处理。本文采用受控扩散凝固的工艺来制备过共晶Al-Si合金,研究了热处理方式对CDS制备的过共晶Al-Si合金凝固组织中初生Si相和共晶相的形貌以及合金元素在各相中的分布。采用XRD、SEM和EDS的方法,研究了不同热处理方式对其组织的影响。对宏观硬度进行测量,采取不同热处理参数的标准试样进行拉伸测试,并观察断口的微观形貌,最后采用摩擦磨损机对试样的耐磨性进行测量。通过拉伸性能试验、硬度测量、耐磨性能试验研究了采用不同热处理方式对过共晶Al-Si合金组织与性能的影响。主要结论如下:（1）固溶处理显著改善了CDS铸造Al-18Si合金的显微组织,其中固溶处理对共晶Si的影响较大,对初生Si的影响相对较小;在固溶处理过程中,初生Si尺寸由34.23μm减小到20.78μm;共晶Si相由针状逐渐粒化为近球状,尺寸由25.57μm减小到5.44μm,且分布趋向均匀。（2）Al-18Si合金在不同的固溶处理条件下硬度值仍维持在3435.5HRB范围内,表明硬度对Si相形貌尺寸的变化并不敏感;经过570℃/6h固溶处理后使得性能得到显著改善,拉伸强度达到154.27MPa,相比铸态时提升21.1%左右;在经过固溶处理,提高了合金的耐磨性能,磨损率和摩擦系数都较铸态时的合金呈减小趋势。（3）CDS铸造的Al-18Si-5Cu-0.5Mg合金在经过固溶处理后,凝固过程中生成的剩余相可以充分固溶,成分偏析现象在固溶处理后也明显减弱;随着时效时间的延长,析出相增多,当达到一定程度后不再明显增加,但Al2Cu相,Mg2Si相和Al2Cu Mg相有逐渐长大的现象。在固溶制度为500℃/4h,时效制度为165℃/12h时,合金中有Al2Cu,Mg2Si和Al2Cu Mg相大量析出。（4）Al-18Si-5Cu-0.5Mg合金热处理后使得合金的洛氏硬度得到大幅度提高,合金在固溶处理为500℃/4h,时效处理165℃/12h时,取得洛氏硬度最大值为70.3HRB,比没有进行热处理的试样提高了10%,但随着保温时间的增加和温度的升高,合金的洛氏硬度呈下降趋势;经过T6热处理后的初生Si及共晶相尺寸减小,在时效阶段有第二相强化相的析出,性能得到显著改善,在固溶500℃/4h,时效165℃/12h的热处理工艺参数下,拉伸强度达到199.5 MPa,相比合金铸态时提升了87.4%左右;合金的耐磨性在经过T6热处理后得到了显著改善。 |
| 语种 | 中文 |
| 页码 | 69 |
| URL标识 | 查看原文 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://ir.lut.edu.cn/handle/2XXMBERH/93585]  |
| 专题 | 兰州理工大学 |
| 作者单位 | 兰州理工大学 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 于珂璐. 热处理对CDS制备过共晶Al-Si合金组织与性能的影响[D]. 2018. |
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