重力鑄造汽車發(fā)動(dòng)機(jī)缸體用新型鋁硅合金變質(zhì)處理的研究.pdf

1、汽車工業(yè)正朝著輕量化、高速、舒適、節(jié)能、低排放的方向發(fā)展，發(fā)動(dòng)機(jī)作為汽車的心臟，重量約占整車重量的三分之一，其性能和重量直接關(guān)系到汽車的價(jià)值。采用全鋁發(fā)動(dòng)機(jī)不但可以顯著提高發(fā)動(dòng)機(jī)的性能，還可減輕發(fā)動(dòng)機(jī)的重量。國(guó)內(nèi)鋁合金缸體的工業(yè)化生產(chǎn)發(fā)展緩慢主要受制于三個(gè)方面：缸體材料性能達(dá)不到要求，重力鑄造工業(yè)化生產(chǎn)工藝不成熟，生產(chǎn)裝備落后。今后研究的重點(diǎn)，就是要解決缸體材料的問題。
　　 基于此，本論文通過優(yōu)化復(fù)合變質(zhì)處理進(jìn)一步提高了新型亞

2、共晶鋁硅合金的綜合性能。采用金屬型重力鑄造法，探索了AlTi5B，Al-10Sr和復(fù)合稀土單一變質(zhì)對(duì)該合金組織和性能的影響；利用正交試驗(yàn)法優(yōu)化復(fù)合變質(zhì)，并對(duì)復(fù)合變質(zhì)合金的組織和性能進(jìn)行檢測(cè)。采用了X射線衍射儀(XRD)、掃描電鏡(SEM)、光譜儀和光學(xué)顯微鏡分析(OM)等手段以及基本的力學(xué)性能測(cè)試法對(duì)其進(jìn)行了研究，獲得的研究結(jié)果如下：
　　 1、AlTi5B變質(zhì)處理后合金的抗拉強(qiáng)度和硬度都有顯著提高，當(dāng)Ti=0.04 wt.％時(shí)

3、，抗拉強(qiáng)度、伸長(zhǎng)率和布氏硬度都達(dá)到其最大值，分別為245.27MPa、2.535％和80.24。RE變質(zhì)后合金伸長(zhǎng)率有顯著影響，當(dāng)RE=0.4wt.％，其最小值3.03％也遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于母合金的2.3％。Sr變質(zhì)后，抗拉強(qiáng)度下降20MPa左右；對(duì)伸長(zhǎng)率和硬度的影響都比較小。
　　 2、組織方面：AlTi5B變質(zhì)后Si相變?yōu)榻驙?；由于α相依附于Al3Ti上形核，使晶粒得到了細(xì)化；條形AlCu相由粗變細(xì)而且分布均勻，起到強(qiáng)化晶界的作用；

4、雜質(zhì)Fe相形狀變得圓整，削弱了負(fù)面影響。RE變質(zhì)后Si相變?yōu)槎贪魻?；RE與Si、Cu形成了片狀的T(AlSiCuNd)相，而在AlCu相中又與Fe等元素形成了T(AlSiCuMnFeNiNd)相，形狀更為纖細(xì)，嚴(yán)重割裂了鋁基體；伸長(zhǎng)率顯著提高是因?yàn)樵?40℃富Al稀土相與Al形成共晶，這些共晶組織在晶界處形成骨架，起到晶界強(qiáng)化作用。Sr變質(zhì)效果最為理想，但對(duì)其熔體表面氧化膜分析表明，SrO與Al2O3形成的復(fù)合氧化物SrAl2O4使氧化

5、膜變得更加疏松、脆弱并極易開裂，造成熔煉過程吸氣嚴(yán)重，針孔率上升。
　　 3、正交試驗(yàn)優(yōu)化復(fù)合變質(zhì)處理結(jié)果表明：選擇抗拉強(qiáng)度指標(biāo)的權(quán)值為W1為0.7，伸長(zhǎng)率指標(biāo)的權(quán)值為W2為0.2，硬度指標(biāo)的權(quán)值為W3為0.1進(jìn)行綜合分析結(jié)果表明：復(fù)合變質(zhì)劑的最佳配合為Sr=0.01wt.％，RE=0.3wt.％，Ti=0.04wt.％。
　　 4、優(yōu)化復(fù)合變質(zhì)處理后合金的力學(xué)性能檢測(cè)結(jié)果為：抗拉強(qiáng)度232Mpa，伸長(zhǎng)率2.66％，布氏