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《哈尔滨工业大学》 2006年
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喷射成形高硅铝合金的组织演变和力学行为

朱奇林  
【摘要】: 高硅铝合金是极具前途的适于汽车发动机、空调机、压缩机等轻质、低膨胀、高耐磨材料,而硅相及富铁相粗大是妨碍其应用的关键。利用快速凝固技术制备这类合金,可使硅相和富铁相得到细化,从而改善性能。本文利用喷射成形快速凝固工艺制备高硅铝合金,研究合金的微观组织特征、形成过程、组织的致密化和热处理工艺等。 喷射成形Al-Si-Cu-Mg-Fe沉积态合金与普通铸态相比较,其组织细小,均匀,对沉积态组织形成机制研究表明在沉积过程中半固态雾滴高速撞击沉积表面时破碎成细小的颗粒,最终在沉积坯内形成大量细小的均匀的等轴非枝晶组织。 喷射成形Al-Si-Cu-Mg-Fe合金,雾化压力提高,初晶硅得到细化,微观组织明显改善;随Si含量的提高,其沉积态中初晶Si的尺寸明显增大,即便是在提高雾化压力时,初晶Si的尺寸随Si含量提高依然呈明显增大趋势。 喷射成形Al-25Si-4.5Cu-1.5Mg-4.5Fe合金通过热挤压变形基本消除沉积态合金中的孔隙,在挤压比达到16:1的条件下,材料即可达到完全致密化,沿合金的挤压方向不存在纤维组织。在挤压比为8:1时,合金中的硅相存在一定程度的长大,而当挤压比增加到16:1,则获得较沉积态更加细小均匀的组织。二种挤压比下条件下的合金中的针状相均消失。 挤压态喷射成形Al-25Si-4.5Cu-1.5Mg-4.5Fe合金固溶处理过程伴随着第二相的粗化和小尺寸相的溶解。随固溶时间的延长, Si相等第二相呈长大趋势,同时园整化。合金在时效后,其第二相尺寸变化不大,但出现一些细小的析出相。在470oC时固溶1.5h水淬,自然时效2天,再人工时效,时效温度为120oC,时效时间为24h,合金得到最高的维氏硬度和抗拉强度。T6处理态喷射沉积高硅铝合金具有较金属型铸造高硅铝合金更好的耐磨性能。与铸铁相比,其摩擦系数较大,但合金的磨损量较小。
【学位授予单位】:哈尔滨工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:TG113

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