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熔炼综合实验报告.docx综合实验论文高强韧铝硅合金组织性能的研究(抗拉强度鼻350MPA)【摘要】:汽车、航空两大领域中零件轻量化的需求促进了高强韧铝合金的研究。高强韧铸造铝合金材料近年来的研究进展。依据金属强化理论,提出了获得高强韧铸造铝合金材料的途径,并指出了进一步研究的方向。1前言 22试验方案及研究方法 63合金成分设计与细化的研究 」 9Al-Ti中间合金 9Al-Ti-B屮间合金 124合金试样的制备 144丄1熔炼用辅助材料 144丄2熔炼用材计算 6结论参考文献致谢.:LI课题研究目的和意义从20世纪强韧铝合金用于铸造工业以来,合金的成分有了很大的发展,合金的品种越来越丰富。早期使用的铸造铝台金含3%Zn和3%CUo这种合金在第一次世界大战前后用量很大,后來由于金屑型铸造的发展而被铝铜合金取代。同时,铝硅台金开始得到应用•铝镁合金也随之推出。随着金屑型铸造和压铸工艺的发展,铝硅合金得到广泛应用。近年来,在铸造领域应用的铝合金,除了铝硅系列合金之外,还有铝锅系列、铝镁系列、铝锌系列和其他系列的铝合金。在这些系列的合金中,除了少数的二元合金外,大多数都是添加多种合金元素的多元合金。Al・Si合金是铸造铝合金屮品种最多,用途最广的一类合金。在这类合金中Si是主要合金化元素,Si改善合金的流动性,降低热裂倾向,减少疏松,提高气密性。按合金屮Si含量的多少,该系合金可分为亚共品铝硅合金、共晶铝硅合金和过共品铝硅合金。随着硅量的增加,结晶温度区间变小,共晶体增加,流动性随之提高,虽然铸造性能获得改善,但组织屮出现针状或片状的共晶Si,甚至出现粗大的多角形块状或板状初晶Si,严重地割裂了AI基体;在Si相的尖端和棱角处引起应力集屮,容易沿晶粒边界处或板状Si本身开裂而形成裂纹,使合金变脆,力学性能特别是伸长率显著降低,切削加工性能也变差(l-3)o硅的收缩率很小,合金的线收缩率也随之降低,热裂倾向相应减少;硅的结晶潜热大,直至20%Si处‘流动性仍比共晶成分的合金高'含16%〜18%Si处有流动性峰值。随硅量增加,铝硅二元合金的磨损量、腐蚀量、线膨胀系数、密度、电导率均直线下降。1・2课题的研究内容为了让铝硅合金的抗拉强度要达到350MPA本实验通过加入合金元索和一定的热处理方法获得高强韧铝硅合金,加入合金元索的种类和含量通过查阅相关资料获得;另外,热处理的目的是壇强强度和塑性。实验最终结果是获得要求抗拉强度的试棒,并且得到相应的晶相照片,铸件的外部力学性能是由于内部组组织决定的。:固态铝无同素异构转变,因此不能像钢一样借助于热处理相变强化。合金元索对铝的强化作用主要表现为固溶强化、沉淀强化、和细化组织强化。,形成铝基固溶体,导致晶格发生畸变,增加了位错运动的阻力,由此提高了铝的强度。合金元索的固溶强化效果同本身的性质和固溶度有关。其中Zn、,超过10%;其次是Cu、Li、Mg、Si等,溶解度大于l%o通常,对同一元素而言,在铝中的固溶度越高,获得的固溶强化效果就高。,因此铝合金想要获得较高的强度,还得配合其他强化手段,沉淀强化便是其中的主要方法。这种通过热处理实现的强化方式也称时效强化。利用合金元素在铝中具有较大的固溶度,且固溶度随温度的降低而急剧减小的特点,将铝合金加热到某一温度后急冷,得到过饱和固溶体,再将这种过饱和铝基固溶体放置在室温或加热到某一温度,基体中可沉淀出弥散强化相,使铝合金强度和硬度随时间延长而增高。时效过程中,铝合金轻度和硬度增加的沉淀强化效果与许多因索有关,其屮最重要的是强化相的结构和特征,因此耍求合金元素在铝中耍不仅应有较高的极限溶解度和明显的温度关系,而且在沉淀过程中还能形成均匀、弥散的共格或半共格过渡强化相,这类强化相在基体中可造成较强烈的应变场,增加对位错运动的阻力。Cu、Li、Mg、Si、Zn等主要添加元素在铝中均有较高的极限溶解度,并随温度的下降而急剧减小,但除铜外,就他们与铝的二元合金而言,沉淀相的强化作用不够明显