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硅相形貌对电解低钛铝合金制备A356合金力学性能的影响

作　者: 戴洪尚
导　师: 王明星
学　校: 郑州大学
专　业: 凝聚态物理
关键词: 电解低钛铝合金 A356合金 共晶硅相 疲劳裂纹扩展 断裂韧性
分类号: TF82
类　型: 硕士论文
年　份: 2005年
下　载: 103次
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内容摘要


本文首先介绍了一种全新的铝合金加钛方法——电解加钛,并将用此方法生产的电解低钛铝合金应用于制备A356合金,研究了该A356合金在热处理过程中的组织和性能的变化规律。 研究了电解低钛铝合金制备的A356合金在535℃下固溶处理过程中,随着保温时间的延长,共晶硅相形貌的变化。定量分析了硅颗粒的形貌几何参数,得出不同几何参数随固溶时间的变化曲线。结果显示:经过1小时的固溶处理,硅颗粒的长径平均值和长短径比值急剧下降到接近最小值,然后,随固溶时间的延长不再有明显变化;硅颗粒的短径基本上是随着固溶时间的延长而增加;平均直径的变化是先减小,在2小时左右到达最小值,然后,随着固溶时间的延长而增大。分析了硅相形貌几何参数的概率密度分布,结果表明:长径、平均直径和长短径比的分布集中度随着固溶时间的延长而提高,其中,长径和长短径比的分布集中度变化明显,并在固溶2—4小时较高,因此,固溶处理较佳的保温时间为2-4小时,这可使共晶硅相获得较好的细化和球化效果,且具有较高的分布集中度。 研究了试验合金在535℃下固溶处理不同时间,但时效条件均为165℃×8h时,拉伸性能随固溶时间的变化规律,结果发现,固溶处理3—4h时的拉伸强度与固溶处理6—8h的拉伸强度基本相当,这与硅颗粒的变化规律相符合,而屈服强度随固溶处理时间变化不大;还研究了该A356合金在535℃固溶处理3小时后,在165℃下时效时,随着时效时间的延长拉伸性能的变化规律:随着时效时间的延长,合金的强度升高,塑性下降。因此,由电解低钛铝合金制备的A356合金,在535℃下经过3小时的固溶处理,并在165℃下保温时效2-4小时左右时即可达到较佳的强度塑性配合。 研究了电解低钛铝合金制备的A356合金硅颗粒形貌的变化对其疲劳性能和断裂韧性的影响,结果表明:疲劳裂纹的萌生寿命并不随着固溶时间的延长而单调变化,在固溶处理4小时左右时具有较高的疲劳裂纹萌生寿命,这与此时硅颗粒形貌较好、合金强塑性较高有关。研究了硅颗粒形貌的变化对疲劳裂纹扩展速

全文目录


摘要  3-5
Abstract  5-9
第一章 绪论  9-19
  1．1 铝合金发展现状  9-10
  1．2 铝合金晶粒细化  10-13
  1．3 电解低钛铝合金的生产与应用  13-14
  1．4 A356合金热处理过程中硅相的变化及其对力学性能的影响  14-18
  1．5 本文研究的主要内容和意义  18-19
第二章 固溶处理对电解低钛铝合金制备A356合金硅相形貌的影响  19-29
  2．1 引言  19
  2．2 试验材料和试验方法  19-22
    2．2．1 试验材料  19-20
    2．2．2 A356合金的熔炼  20-21
    2．2．3 试样的热处理  21
    2．2．4 试样的研磨和腐蚀  21-22
    2．2．5 图像采集和处理  22
  2．3 试验结果  22-26
  2．4 分析与讨论  26-28
  2．5 本章小结  28-29
第三章 硅相形貌对电解低钛铝合金制备A356合金拉伸性能的影响  29-40
  3．1 引言  29
  3．2 硅相形貌的变化对合金拉伸性能的影响  29-36
    3．2．1 试验方法与试验过程  29-32
    3．2．2 试验结果  32-34
    3．2．3 分析与讨论  34-36
  3．3 时效时间对合金拉伸性能的影响  36-38
    3．3．1 试验方法与试验过程  36-37
    3．3．2 试验结果  37
    3．3．3 分析与讨论  37-38
  3．4 本章小结  38-40
第四章 硅相形貌对电解低钛铝合金制备A356合金疲劳和断裂性能的影响  40-66
  4．1 引言  40
  4．2 疲劳裂纹萌生试验  40-46
    4．2．1 前言  40-41
    4．2．2 试验方法与试验过程  41-42
    4．2．3 试验结果与分析  42-46
  4．3 疲劳裂纹扩展试验  46-58
    4．3．1 前言  46-47
    4．3．2 疲劳裂纹扩展的机理  47-49
    4．3．3 试验方法与试验过程  49-50
    4．3．4 试验结果与分析  50-58
  4．4 断裂韧性试验  58-65
    4．4．1 前言  58-59
    4．4．2 试验方法与试验过程  59-61
    4．4．3 试验结果与分析  61-65
  4．5 本章小结  65-66
第五章 结论  66-67
参考文献  67-77
作者在攻读硕士期间发表的论文  77-78
致谢  78

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