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Al—Mg—Si系合金热裂性能的研究
| 论文题名： | Al—Mg—Si系合金热裂性能的研究 |
| 关键词： | 铝镁硅系合金;变形铝合金;低压铸造;热裂性能;汽车零件;相变动力学 |
| 摘要： | 当今世界汽车工业材料技术发展的趋势主要包括轻量化、高性能、安全和环保节能等方面。出于轻量化的要求，铝合金逐步取代一部分钢，成为生产汽车零件的主要材料之一。6000系列铝合金由于具有优良的耐蚀性，成形性，可焊性等优点，被广泛应用于工业生产中。Al-Mg-Si系合金是变形铝合金，相较之铸造铝合金具有较好的力学性能。但是在变形铝合金的处理过程中需要经过挤压，锻造等多种工序，在汽车生产过程中由于工序过多会增加产品的成本。而通过采用铸造后进行锻造的方式加工变形铝合金，就能够大大的减少挤压处理过程的成本。但是变形铝合金在铸造成零件的过程中由于成分的原因易出现热裂的现象，因此，有必要对变形铝合金在铸造过程中的热裂倾向进行进一步的研究。 本文在Al-Mg-Si合金的基础上，通过调整Si、Mg元素的含量，制备出不同合金元素含量的合金。通过热裂仪测试了不同合金元素含量的合金在不同条件下的热裂倾向。通过金相显微镜、扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)、相图计算、电子万能拉伸机和硬度机等一系列分析测试手段，研究了合金元素对显微组织、力学性能的影响，以及不同的工艺条件对合金的热裂性能的影响。并且从微观组织、相变动力学等方面探讨其机理。 研究结果表明： (1)6082铝合金的热裂性能与Si元素的含量有关。随着Si元素含量的增加，合金的热裂倾向减少。当Si元素含量大于1.1wt％时，合金热裂现象消失。 (2)通过对不同状态下合金的力学性能进行测试发现，随着Si含量的增加，合金的硬度和抗拉强度随之上升，但是合金的伸长率下降。 (3)不同的浇注温度实验发现，830℃的浇注温度下，6082合金组织主要为树枝晶，730℃的浇注温度下，组织主要为蔷薇状结果。随着浇注温度的降低，合金热裂倾向减小。 (4)铸型温度对于合金的热裂性能也有影响，随着铸型温度的升高，合金的凝固速度变慢，合金的热裂倾向增大。 (5)添加Al-Ti-B细化剂可以改善合金组织形态，减少合金热裂倾向，细化剂的有效加入量为0.015wt％。 (6)Si、Mg元素对于Al-Mg-Si系合金的热裂性能都有影响，通过相图计算能够得到各种成分合金的热裂临界值。Si元素与Mg元素对于合金的热裂影响效果为2：1，将Si，Mg元素作用统一用Si元素的作用表示，即提出Si当量=Si+1/2 Mg。当Si当量>1.58时，合金不会发生热裂现象。因此当合金成分为Al-1.2％Si-0.76％Mg，合金不会发生热烈现象，挤压后经固溶时效处理的力学性能为抗拉强度σb为350MPa，伸长率δ为11％，与标准6082铝合金经T6处理后的性能相当。 |
| 作者： | 胡悦高 |
| 专业： | 材料加工工程 |
| 导师： | 邵光杰 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 上海大学 |
| 学位年度： | 2008 |
| 正文语种： | 中文 |
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