2023年全國碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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文檔簡介

1、隨著汽車工業(yè)的快速發(fā)展,汽車正在朝著向輕量化、低能耗的方向發(fā)展。飛輪殼是汽車重要的基礎(chǔ)部件之一,它的輕量化發(fā)展對汽車發(fā)展有重要的意義。鋁及鋁合金作為一種輕金屬材料,具有其他材料無法比擬的優(yōu)良性能,廣泛應(yīng)用在汽車、航空航天和機械等工業(yè)中,特別是Al-Si合金。雖然Al-Si系合金具有很多優(yōu)點,但其強度和硬度偏低,一般來說Al-Si系合金不是高強合金。因此,開發(fā)新型的高強性能的鋁合金成為了目前研究的熱點。
  為獲得一種適于低壓鑄造的

2、高強亞共晶Al-Si合金,以滿足汽車飛輪殼的使用要求,本文通過合金成分優(yōu)化、細化變質(zhì)、合金化和熱處理等方法來提高合金的強度、硬度和剛度。通過查閱大量的文獻資料和前期研究,確定所研究的合金成分為Al-9Si-0.5Mg-xCu。通過Cu量對上述合金性能影響的實驗,發(fā)現(xiàn)在Cu量1.5%時力學(xué)性能最佳,尤其在熱處理態(tài)T6下。因此,確定本課題所用的亞共晶Al-Si合金的基本成分為Al-9Si-0.5Mg-1.5Cu,簡稱為ZL118合金。

3、>  使用的Al-5Ti-1B中間合金主要含有TiAl3和TiB2兩種粒子,TiAl3有塊狀、長棒狀和花瓣狀三種形態(tài),對鋁合金細化效果最好的是塊狀的TiAl3。Al-5Ti-1B中間合金的加入使ZL118合金晶粒細化,力學(xué)性能得到提高。當其含量為1.0%時,T6熱處理后合金的拉伸強度、屈服強度、硬度、伸長率和彈性模量均達到峰值,分別為343.7MPa、281.4MPa、116HB、3.1%和73GPa,比未加Al-5Ti-1B時分別提高

4、11.3%、13.5%、5.9%、55%和12.6%。此時,初生α-Al相和共晶Si的大小、形狀和分布都達到了最佳的狀態(tài),與力學(xué)性能最高相吻合。力學(xué)性能中的彈性模量是一個對組織不敏感的力學(xué)性能指標,細化和熱處理對其有一定的影響。當量超過1.0%時,Ti過量,易聚集成塊,使TiAl3和TiB2失去異質(zhì)形核的作用,晶粒粗化,使力學(xué)性能降低。由于Cu和Mg的加入,合金中生成CuAl2相和W(Al4CuMg5Si4)相,還有少量的Mg2Si相,

5、T6熱處理后固溶相時效析出,彌散強化合金,明顯提高了力學(xué)性能。在已細化的實驗合金基礎(chǔ)上添加0.1%富La混合稀土變質(zhì),合金的力學(xué)性能都沒有明顯的提高,隨Re量的進一步增加,力學(xué)性能反而降低。
  在不同固溶時間下處理ZL118A合金,研究結(jié)果顯示,隨固溶時間的增加,合金的強度硬度依次升高,伸長率依次降低,不過從10h到14h強度增加幅度小,變化比較平緩。彈性模量在70GPa左右波動,固溶時間對其影響較小。實驗合金的強度、伸長率隨固

6、溶溫度的升高而略微有所下降,彈性模量處于微小的波動狀態(tài)。
  為了進一步提高合金的剛度,研究了Sc對ZL118A合金的影響,添加0.3%Sc后合金的強度、硬度、彈性模量有所提高,伸長率有所下降。彈性模量在鑄態(tài)下提高7.8%,熱處理態(tài)下提高2.7%。合金中的Al3Sc硬質(zhì)點與Al基體是共格界面,錯配度小,間隙減少,微觀組織更加致密,抵抗變形的能力大,彈性模量有所提高。在ZL118A合金中添加不同量的Li,合金的拉伸強度、屈服強度、硬

7、度和彈性模量都隨Li量的增加先增大后減小,伸長率隨Li量的增加而減小。在熱處理態(tài)下,Li量1.0%時,合金的拉伸強度、屈服強度、硬度和彈性模量,分別為370.1MPa、313.8 MPa、122HB和78GPa,比未添加Li時分別提高7.7%、11.5%、5.2%和6.8%。彈性模量在Li量1.25%時達到最大值為79.1GPa,比未加Li時提高8.4%。合金中加Li不僅能進一步細化變質(zhì)α-Al和共晶Si,還能生成AlLiSi相和成彌散

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