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含钪高强韧铝硅合金组织与性能研究

姚衡  
【摘要】:铸造铝合金具有较高的比强度、良好的铸造性能和耐蚀性能,广泛应用于机械、汽车、航空航天等领域,其中铝硅合金主要用于制造活塞、缸体、缸盖和曲轴箱等铸件。随着汽车工业对产品轻量化和高强化的要求不断提高,提高铝硅合金的力学性能就成为迫切需要解决的问题。 本课题针对目前国内铸造生产条件下,大型复杂铝合金铸件综合力学性能较差等问题,从材料的强韧化理论出发,以702A铸造铝硅合金(Si:6%-8%,Cu:1.2%-1.8%,Mg:0.25%-0.5%,Mn:0.1%-0.2%,Ti:0.05%-0.15%,Sr:0.01%-0.06%)为基础,通过采用正交实验法,确定出合金元素的较优配比:Si(6.5%),Cu(1.5%),Mg(0.25%),Mn(0.1%),Ti(0.15%),Sr(0.06%),Fe(≤0.03%)。通过添加微量合金化元素Sc,同时对该合金的熔炼工艺进行研究,进一步对合金熔体的细化处理、变质处理、精炼处理的工艺进行研究,并且探讨钪的强化机理。 本文还研究了不同含量的Sc对铸态702A铝硅合金组织与性能的影响,并且进一步研究了不同的热处理工艺参数对含钪702A铝硅合金组织与性能的影响。结果表明:经T6热处理后,没有添加任何Sc的702A铝硅合金的抗拉强度σb=360MPa,δ=5.7%;当合金中的Sc含量达到0.2℅时,铝硅合金的抗拉强度达到最大值,即:σb=384MPa,δ=7.4%。达到进一步提高702A铸造铝硅合金高强韧的要求,使材料的综合性能得到提高,从而满足大型车用发动机缸体、缸盖的需要。


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