鑄造鋁硅合金成分優(yōu)化及其組織性能研究.pdf

1、隨著社會的發(fā)展，現(xiàn)今汽車已經(jīng)成為人們工作、生活中的必須品。由于環(huán)境、路況的影響，對汽車提出了輕量、節(jié)能、減排等要求。而輕量化又是節(jié)能減排的前提。汽車輕量化可以通過改善汽車結(jié)構(gòu)和采用低密度高性能的材料來實現(xiàn)。然而結(jié)構(gòu)的改變不容易實現(xiàn)，因此使用低密度高性能的材料就成為了汽車輕量化的重要途徑。
　　 鋁硅合金具有良好的鑄造性能和使用性能，其比重輕而比強度高，被廣泛的用作發(fā)動機缸蓋材料。但普通牌號的鋁硅合金其力學性能偏低，已經(jīng)不能滿足發(fā)

2、動機缸蓋所要求的性能。因此針對這一要求本文在ZL101合金成分基礎(chǔ)上通過調(diào)整Si，Cu，Mg，Zn元素的含量，進行成分優(yōu)化，并采用熔體處理和熱處理改善合金的組織性能。旨在獲得一種綜合性能優(yōu)于ZL101的高性能鋁硅材料，為實際生產(chǎn)提供參考。主要研究結(jié)果如下:
　　 1.在本實驗條件下，通過正交試驗分析了四種元素Si、Cu、Mg、Zn對抗拉強度、伸長率、布氏硬度等性能影響的顯著性。其中對抗拉強度影響的顯著性順序為:Cu＞Si＞Mg＞

3、Zn;對伸長率影響的顯著性順序為:Mg＞Cu＞Zn＞Si;對布氏硬度影響的顯著性順序為:Mg＞Cu＞Zn＞Si;對綜合性能影響的顯著性順序為:Cu＞Si＞Mg＞Zn。用正交試驗中的極差分析和方差分析，并經(jīng)過試驗驗證和綜合分析，得出了合金的成分配比為:Si為7％、Cu為3.5％、Mg為0.2％和Zn為0.55％。該合金鑄態(tài)力學性能為:σb=245MPa、δ=5.95％、HB=75。
　　 2.研究了一、二次精煉和變質(zhì)劑加入量對合金

4、組織的影響。發(fā)現(xiàn)二次精煉效果顯著，而且在合理變質(zhì)下，合金中的共晶Si呈現(xiàn)出纖維狀或顆粒狀。通過DSC分析、固溶硬度曲線、時效硬度曲線、掃描電鏡以及XRD分析確定了改良合金的最佳熱處理工藝參數(shù)為:500℃×5.5h+180℃×5h。
　　 3.分析發(fā)現(xiàn)鑄態(tài)改良合金組織中的Al2Cu相是以塊狀形式存在，在熱處理過程中Al2Cu相以球化、擴散的方式進行溶解進入基體;對組織中的元素成分分布進行面掃描了分析，發(fā)現(xiàn)合金中的Si元素和Cu元素