fe对a356铸造铝合金性能的影响研究

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1、Fe对A356铸造铝合金性能的影响研究重庆大学硕士学位论文（专业学位）学生姓名：汪黎指导教师：赵建华教授学位类别：工程硕士（材料工程领域）重庆大学材料科学与工程学院二O一五年四月EffectofFeonThePropertiesofA356AlloyAThesisSubmittedtoChongqingUniversityinPartialFulfillmentoftheRequirementfortheProfessionalDegreeByWangLiSupervisedbyProf.ZhaoJianhuaSpecialty：ME(MaterialEngineeringField

2、)CollegeofMaterialScienceandEngineeringofChongqingUniversity,Chongqing,ChinaApril,2015重庆大学硕士学位论文中文摘要摘要A356铝合金作为典型的铸造铝合金，广泛用于汽车轮毂的制造。Fe作为铝合金中重要的有害杂质，对铝合金的力学性能有极强的破坏作用，然而过去的研究主要集中在高铁含量情况下Fe对合金性能的影响，对于低铁含量情况研究较少。本文主要研究在低铁含量(ωFe＜0.5wt.%)情况下，Fe对A356铝合金显微组织及其力学性能的影响。实验采用A356铝合金为原材料，通过添加中间合金的方法，制备不同含铁

3、量的A356铝合金。利用光学金相显微镜、扫描电子显微镜观察不同含铁量的A356铝合金显微组织，探究铝合金中富铁相的变化规律，结合常温力学性能试验，研究Fe对A356铝合金力学性能的影响规律。采用扫描电子显微镜，分析拉伸试样断口，考察Fe对A356铝合金断裂的影响。在掌握Fe对A356铝合金力学性能的影响的基础上，采用添加中和元素Mn的方法，消除或减弱Fe对A356铝合金力学性能的危害作用。实验结果表明：随着合金中含铁量的增加，A356合金中富铁相的变化呈两个阶段：当含铁量较低时，先出现富铁相聚集区，其形貌呈短棍状，当含铁量超过一定值后，富铁相迅速长大成为细长的针状，部分甚至贯穿枝晶基

4、体，严重破坏铝合金的力学性能。随着含铁量的增加，合金的力学性能受到合金中富铁相变化的影响，抗拉强度呈现先平稳后急剧下降的规律，而延伸率则呈现先急剧后平稳下降的规律。相应的，合金的断裂方式也由韧性断裂占主导的韧-脆性断裂转变为脆性断裂占主导的韧-脆性断裂。在低铁含量情况下，Mn的加入能够有效的改善A356合金中富铁相的形貌，随着合金中含锰量和含铁量的增加，细长的针状β-Fe相，转变为块状、汉字状、鱼骨状铁相的现象越明显；由于铁相形貌的改变，不同含铁量的A356合金的力学性能也得到提升，且合金的含铁量越高，Mn的改善效果越明显；当Mn的添加量超过一定范围后会影响合金的力学性能；添加Mn不

5、能改变不同含铁量A356铝合金的断裂方式，断裂方式未改变是不同含铁量A356合金力学性能不能大幅提升的直接原因。关键词：A356铝合金，富铁相，Mn，力学性能，断口形貌I重庆大学硕士学位论文英文摘要ABSTRACTAstypicalcastAl-Sialloy,A356alloyshavebeencertainlyusedinthefieldsofautomobilemanufactory.FeasoneofthemostimportantharmfulimpurityelementsinAl-Sialloyhasahugedamageonthemechanicalpropertie

6、sofA356alloy.MostpreviousresearcheshavebeenfocusedontheimpactsofFeonmechanicalpropertiesofA356alloyswhenωFe≥0.5wt.%,however,studiesabouttheconditionofA356(ωFe＜0.5wt.%)arecomparativelyrare.OurstudyisfocusedontheeffectsofFeonA356alloyswhenωFe＜0.5wt.%.TheA356alloycontaining0.06wt.%ofFewasaddedwith

7、Al-10FetoproduceA356alloys.TheOMandSEMwereusedtoinvestigatethemicrostructureofA356alloys,sotheeffectsofFeadditiononthemicrostructureofA356alloycanbefoundout.ThemechanismabouttheeffectsofFeonmechanicalpropertiesofA356alloywasreveal