压铸AlSi10MgMn合金的组织和力学性能研究

《压铸AlSi10MgMn合金的组织和力学性能研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、分类号学号M201170827学校代码10487密级硕士学位论文压铸AlSi10MgMn合金的组织和力学性能研究学位申请人：刘学强学科专业：材料工程指导老师：万里副教授答辩日期：2013年5月25日AThesisSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringResearchontheMicrostructureandMechanicalPropertiesofDieCastingAlSi10MgMnalloyC

2、andidate:LiuXueqiangMajor:MaterialsEngineeringSupervisor:AssociateProf.WanLiHuazhongUniversityofScienceandTechnologyWuhan,Hubei430074,P.R.ChinaMay,2013独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文

3、中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本论文属于保密□，在_____年解密后适用本授权书。不保密□。(请在以上方框内打“√”)学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年

4、月日摘要近年来我国汽车工业获得了飞速发展。随着环保问题日益引起人们的关注，以轻量化为主的节能减排技术已成为汽车工业的共同课题之一。铝合金作为轻量化技术的首选材料，在汽车行业获得了越来越广泛的应用。压铸是铸造铝合金的主要成形方法之一，具有材料利用率高，表面成型质量好，力学性能优异的特点，在铝合金汽车零部件的生产中占有重要地位。压铸AlSi10MgMn合金为Al-Si-Mg-Mn系高强韧铝合金，铸造性能好，压铸件尤其是高真空压铸件力学性能优良，还可以通过热处理获得进一步强化，因此此类合金在薄壁、结构复杂、受负荷的汽车结构件或

5、安保件的生产中具有广阔的应用前景。本文基于自主研发的高真空压铸技术，研究了金属液充型时模具型腔真空度对铸件组织和性能的影响；采用高真空压铸技术分别研究了人工时效T1、高温固溶处理T5、T6对高真空压铸AlSi10MgMn组织和性能的优化；根据实际生产需要，研究了Mg含量对低真空（普通）压铸AlSi10MgMn组织和性能的影响。研究结果表明：（1）高真空压铸可以显著降低铸件的含气量，提高铸件致密度。与普通压铸相比，高真空压铸件的强韧指数提高了55.1%，材料的抗拉强度、屈服强度、伸长率、硬度分别提高了12.7%、38.4%

6、、130.4%、4.9%。（2）人工时效可以显著提高高真空压铸AlSi10MgMn铸件的性能，尤其是强度。当时效温度为170℃，时效时间为8h，材料的抗拉强度达到了351.3MPa，屈服强度达到248.9MPa，相对于铸态下的铸件，分别提高了13%和30.5%。（3）T5高温热处理可以改善铸件的组织，铸件的强度和伸长率获得了很大提高，尤其是伸长率。当固溶温度为510℃，固溶时间为3h，时效温度为155℃，时效时间为2h时，热处理后铸件伸长率可达到9.2%，强韧指数达到1163.9。固溶处理后铸件的微观组织发生变化，共晶硅

7、发生了熔断、粒化和球化，并且均匀分布在α-Al固溶体上。（4）通过正交试验，研究了T6各个工艺因素对铸件性能的影响，当固溶温度为500℃，固溶时间为2h，时效温度为170℃，时效时间为4h时，材料的抗拉强度可以达到358.4MPa，屈服强度达到286.6MPa，伸长率达到6.1%，布氏硬度为110.4，强韧指数达到1103.8。I（5）低真空压铸可以减少铸件内部的含气量，在高温短时固溶处理时，铸件表面没有发生鼓泡，尺寸保持稳定。高温短时热处理，可以改善铸件的内部组织，提高铸件的伸长率和改善铸件的强韧性。对不需热处理的铸件

8、，控制Mg含量在0.4%~0.65%；对需要人工时效的铸件，Mg的含量为0.2%~0.4%时，可以获得较高强韧性。对于普通压铸件，Mg含量为0.06%时，铸态下或人工时效后，铸件都可以获得较好的强韧性。关键词：高真空压铸；高强韧；AlSi10MgMn合金；热处理；力学性能；强韧指数IIAbstractInrecent