活塞用耐热铝合金的组织细化

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1、上海交通大学硕士学位论文活塞用耐热铝合金的组织细化硕士研究生：唐佳学号：1120502018导师：王浩伟教授副导师：徐新成教授申请学位：工程硕士学科：材料科学所在单位：材料科学与工程学院答辩日期：2015年5月授予学位单位：上海交通大学DissertationSubmittedtoShanghaiJiaoTongUniversityfortheDegreeofMasterMICROSTRUCTUREREFINEMENTOFHEATRESISTANTALUMINUMALLOYFORPISTONAPPLICATIONCandid

2、ate：JiaTangStudentID:1120502018Supervisor：Prof.HaoweiWangAssistantSupervisor:Prof.XinchengXuAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：MaterialScienceSchoolofMaterialsScienceandAffiliation：EngineeringDateofDefence：May,2015Degree-Conferring-Institution：S

3、hanghaiJiaoTongUniversity上海交通大学硕士学位论文活塞用耐热铝合金的组织细化摘要活塞作为发动机的“心脏”，需承受发动机高温、高压的工作环境，如果出现磨损，则会导致烧机油、拉伤气缸等失效现象。因此，其对发动机整机的质量、寿命及安全运行起决定性作用。而通过工艺手段减小活塞材料的晶粒尺寸，可有效提高活塞合金的性能，延长活塞的使用寿命。本文以工业应用最为广泛的铝钛硼中间合金作为活塞合金的细化剂。对比研究上海交通大学研制的Al5Ti1B以及国外某公司产的Al5Ti1B细化剂两者的成分均满足一般的活塞材料要求；但

4、是进一步通过对比研究发现，上海交通大学研制的Al5Ti1B中，TiAl3尺寸约为45µm，分布更均匀，以0.2%的添加量加入到BH135耐热铝合金材料后，由细化后的宏观组织可见，其细化剂的细化效果明显优于后者。本研究同时进一步探讨了BH135活塞合金生产过程中的晶粒细化过程。在实际生产中我们采用随流细化的铝钛硼丝添加方法，加入时使用喂丝机自动加入，既起到搅拌作用，又可防止细化粒子漂浮分层。细化后的活塞常温下相比未添加细化剂的活塞强度平均提高了8.33%，200℃时强度平均提高了24.8%，300℃时提高了9.6%，350℃时

5、提高了12.76%。在加入细化剂后活塞的延伸率有所减小。通过对上海交通大学研制的Al5Ti1B以及国外某公司产的Al5Ti1B细化剂的对比研究以及观察BH135活塞合金生产过程中的晶粒细化过程，研究发现活塞用耐热铝合金的细化可有效提高活塞合金的性能及延长活塞使用寿命。关键词：铝合金、细化剂、活塞材料、铝钛硼中间合金I上海交通大学硕士学位论文MICROSTRUCTUREREFINEMENTOFHEATRESISTANTALUMINUMALLOYFORPISTONAPPLICATIONABSTRACTPistonwhichiso

6、neofthemainpartsoftheenginedeterminestheenginelifeandrunningefficiency.Becausepistonrunningintheenginealwaysworksathightemperaturesandpressures,soitiseasytowearandoncethepistonfailure,theenginedoesnotworkandmayevenleadtotheemergenceofburningoilorstraincylinderbecau

7、seofseverecarbondeposition.Thematerialsofthepistonhavecertainrequirements.Throughthereductionofgrainsizeofpistonmaterial,caneffectivelyimprovetheperformanceofpistonalloyandprolongthelifeofthepiston.RefinersthatmentionedinthispaperisAl-Ti-Bintermediatealloywhichison

8、eofthemostwidelyrefinerforindustrialapplications.Al5Ti1BdevelopedbySJTUandAl5Ti1Brefiningagentdevelopedbyaforeigncompanyinourcontrastresearchboth