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汽车摆臂用Al-Mg-Si多元铝合金组织和性能的研究
| 论文题名： | 汽车摆臂用Al-Mg-Si多元铝合金组织和性能的研究 |
| 关键词： | 汽车摆臂;铝合金;时效处理;组织结构;力学性能 |
| 摘要： | 随着现在化汽车工业的快速发展，对汽车零部件的性能要求也越来越高。铝合金作为汽车上主要的结构件生产材料，其性能的优良直接决定着汽车的寿命和行驶安全。Al-Mg-Si系铝合金因其具有比强度高、可加工性能好等特点，已逐渐成为汽车铝合金零部件的主要材料。因此，研究一定工艺条件下Al-Mg-Si系铝合金的组织;改善其组织、提高材质的力学性能，满足其实际工程中的需要具有重要的意义。 本文以汽车摆臂用的Al-Mg-Si多元铝合金为研究对象，利用金相显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪、拉伸试验机等设备对摆臂成形过程中合金的组织和性能进行了系统的研究。研究了不同工艺条件下合金组织与性能之间的关系，尤其是热处理过程中的固溶和时效处理对合金组织和性能的影响。研究的主要内容与结论如下: 1.制备的Al-Mg-Si合金棒材铸态的组织粗大，而且在晶界分布着网状的金属间化合物;经挤压加工后组织有所细化，网状的金属间化合物破碎并沿一定方向分布。为改善组织、提高性能，需要进行热处理。 2.首先，对合金在不同的温度条件下进行固溶处理。试验结果表明:随着固溶温度的升高和固溶时间的延长，Mg2Si相逐渐溶解到基体中，而α-(AlMnFeSi)相被保留下来。合金的抗拉强度、布氏硬度和显微硬度均呈先升高后降低的趋势。固溶温度过低或时间太短，固溶不充分，不能充分发挥下一步时效强化的作用。固溶温度过高或时间太长，晶粒长大，导致合金性能下降。合金的过烧敏感温度为570℃，适宜的固溶处理工艺为530℃×4h。 3.随后，对固溶处理后的铝合金进行了不同参数条件下的时效处理。对固溶、时效后合金组织和性能的研究，反映出合金具有较强的时效析出强化能力。当时效温度低于190℃时，随着时效温度的升高和时效时间的延长，合金的强度、硬度呈先升高后降低的趋势。当时效温度高于190℃时即随着时效温度的升高，合金时效强化的速度加快，达到最大强化效果的时间越短。合金适宜的时效制度为:530℃×4h水淬无延迟+170℃×10h，在此工艺下合金的抗拉强度、延伸率、布氏硬度以及显微硬度分别为372MPa，12.17％，104HB和111.4HV。该Al-Mg-Si系铝合金在自然时效状态下48h左右，力学性能会有所提高，但总体趋于稳定状态即自然时效对合金的力学性能影响不大。 4.合金经过T6态断裂类型为韧性断裂。当时度过高时，合金的断裂方式展现出韧性断裂和脆性相相结合的特性。在韧窝底部粗大的第二相主要为富含Fe的α-(AlMnFeSi)夹杂相和少部分Mg2Si强化相，由于富Fe夹杂相的存在，增加了合金的脆性，对合金的塑韧性极为不利。 |
| 作者： | 张蔚 |
| 专业： | 材料加工工程 |
| 导师： | 刘兰俊 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 合肥工业大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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