汽車用高硅鋁合金材料性能研究.pdf

1、汽車材料在很大程度上影響汽車的品質(zhì)，汽車零部件、特別是一些關(guān)鍵的運(yùn)動(dòng)部件的制造材料的高性能和輕質(zhì)化，對提高汽車運(yùn)行效率、節(jié)省能源、減少噪音和環(huán)境保護(hù)有顯著作用。汽車材料的制備和性能近幾十年來有很大發(fā)展，近年來一種高硅鋁合金新材料以其高性能深受人們關(guān)注。為此，本文對設(shè)計(jì)擬定的快速凝固粉末冶金(RS/PM)制備的高硅鋁合金的使用性能進(jìn)行系統(tǒng)研究，旨在為該新型材料在汽車工業(yè)中應(yīng)用提供理論與實(shí)驗(yàn)依據(jù)。
　　材料的使用性能往往取決于材料的組

2、成、內(nèi)部顯微組織以及制備工藝，所以本文重點(diǎn)對RS/PM法Al-Si合金材料的物理、力學(xué)性能進(jìn)行試驗(yàn)研究同時(shí)，還涉及RS/PM法Al-Si合金粉末的顯微組織和粉末熱擠壓及熱處理工藝對材料性能的影響。
　　通過對制備的合金粉末樣品電子掃描觀察和電子探針組織成分測試表明，多元鋁合金粉末顯微結(jié)構(gòu)組成主要由初晶硅相、金屬間化合物相和Al-Si共晶等組成，微晶顆粒尺寸非常細(xì)化。
　　RS/PM法Al-Si合金材料性能直接影響汽車部件的使

3、用性能。合金材料物理性能方面主要體現(xiàn)在材料的低密度和低熱膨脹性。力學(xué)性能主要體現(xiàn)在材料的拉伸力學(xué)特性、力學(xué)指標(biāo)和耐磨性能方面。
　　Al-Si合金由于硅具有特別低的熱脹系數(shù)使純鋁的高熱膨脹性得以彌補(bǔ)，因此合金的熱膨脹性幾乎與不銹鋼相當(dāng)，這對要求高精密配合的發(fā)動(dòng)機(jī)零部件來說是必要的。
　　RS/PM法Al-Si合金的拉伸特性主要表現(xiàn)為無明顯屈服現(xiàn)象的應(yīng)力—應(yīng)變特性，試樣在常溫或高溫下拉伸斷裂破壞后，斷面均未出現(xiàn)頸縮現(xiàn)象;對拉伸

4、斷口的顯微觀察，該材料拉伸斷口表面具有韌窩形貌特征。拉伸試驗(yàn)結(jié)果表明該合金拉伸主要技術(shù)指標(biāo)均優(yōu)于傳統(tǒng)的鑄錠Al-Si合金，常溫下，其拉伸強(qiáng)度σb和屈服強(qiáng)度σ0.2分別高達(dá)495MPa和475MPa，彈性模量值高達(dá)100GPa，遠(yuǎn)高于鑄鋁合金和鑄鋼合金。
　　RS/PM法Al-Si合金的耐磨性能對高溫、高負(fù)荷和高運(yùn)行速度的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)部件來說是很重要的技術(shù)指標(biāo)。合金中高含量Si使合金耐磨性具有優(yōu)勢，RS/PM制備工藝很好地解決了合金高