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Al-Si系铸造高强度铝合金的制备技术研究
| 论文题名： | Al-Si系铸造高强度铝合金的制备技术研究 |
| 关键词： | 真空调压成型;孔隙率;热处理;轻量化材料;铝合金;高速列车 |
| 摘要： | 轻量化是我国高速列车发展的关键技术之一。我国很多铁路车辆的关键零部件，由于结构尺寸大且形状复杂，目前仍然采用传统的钢铁材料，使得车辆具有较大的自重，成为阻碍我国高速列车技术进步的一种障碍。因此，开发出能够替代现有钢铁材料的新型轻质高强材料具有重要的理论和实际意义。 铝合金以其比重小、比强度高等性能优点，成为实现轻量化技术的首选材料。在各类铸造铝合金中，Al—Si系合金因具有优良的铸造性能，如流动性好，收缩率和热裂倾向小，经过变质和热处理后可具有良好的力学性能，耐蚀性能和机加工性能，成为用途最广的铸造铝合金。然而传统铸造Al—Si合金的强度和韧性难以满足列车关键零部件的使用要求，特别是采用传统的铸造方法，由于成型质量和铸造缺陷等问题，也难以满足铁道车辆关键零部件对材料性能和成型质量的要求。 本文以Al—Si系铸造铝合金中典型的A356合金为基础，在不改变其化学组成，并且不添加任何变质细化剂的前提下，通过采用真空调压铸造成型方法，合理改进浇铸系统，选择合适的熔体浇注温度，配合真空搅拌除气措施，使铸件在真空下充型，压力下凝固，减少气体，提高致密度，孔隙率最低可达0.03％，由此可使A356铸造铝合金的铸态抗拉强度达到230MPa，比传统砂型重力铸造的铸态抗拉强度提高近50％。 本文还研究并优化了A356铸造铝合金合金的热处理工艺。结果表明：最佳的热处理工艺为545℃固溶/14h保温+160℃时效/10h保温，固溶淬火介质为70℃～80℃热水。经过T6热处理后，A356合金的抗拉强度最高可达335 MPa，比传统砂型重力铸造的抗拉强度提高24％，延伸率仍保持在3％。 分析表明：致密度对力学性能影响显著，随着致密度的提高，材料力学性能随之提高：合理的热处理工艺可显著改善基体组织，进一步提高材料的力学性能。 本文以传统的A356合金为基础，通过改进制备技术，获得了高的力学性能，为我国高速列车关键零部件轻量化的选材和生产提供了重要的技术基础。 |
| 作者： | 詹远光 |
| 专业： | 材料学 |
| 导师： | 韩建民 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 北京交通大学 |
| 学位年度： | 2007 |
| 正文语种： | 中文 |
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