铸铝材料固溶处理

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1、万孑乂$2約金玄乂％竽協XIANUNIVERSITYOFTECHNOLOGICALINFORMATION设计型综合实验实验论文实验题目：固溶处理对铸铝合金性能的影响专业：金属材料工程班级：B130210姓名学号：B13021019实验学时扌旨导教师J成绩年月日固溶处理对铸铝合金性能的影响李星西安工业大学北方信息工程学院摘要：铸造铝硅合金是一种重耍的合金材料，具有质量轻、强度高、耐磨耐蚀性好等优点，广泛应用于航空航天及汽车领域，但其组织中常出现的粗大共晶硅组织对合金的力学性能具冇严重的不利彩响，因此需耍对该组织进行变质及固溶处理。稀土被认为是金

2、属的“维他命”，对铸造铝硅合金具有良好的变质作用。铝合金通过控制加入Si,Cu的含量，使合金的综合性能都比较好。含硅和铜的铝合金的强化机制主耍是固溶强化和沉淀强化，一般在人工时效状态下使用。主要探讨了变质及固溶处理对铸造铝合金微观组织的影响，比较了固溶处理前（变质二）和固溶处理后的组织性能变化。本文以含硅和铜的铝合金为研究对象，以固溶处理为方法，采用组织观察（光学显微镜、扫描电子显微镜、透射电子显微镜）和金相组织分析相结合的方法对含硅铜的铝合金的强化性能进行了研究，主要研究内容和结果如下：（1）研究了固溶处理对合金微观组织的彩响。通过对合金进

3、行金相分析利透射电镜观察发现，热处理后合金中粗大的树枝状的共晶硅形貌发生很大改变，共晶硅熔断并且被球化;强化相在固溶处理过程中溶解。这些形态的改变带來了包括合金的抗拉强度、硬度利耐磨等性能都得到很大的提高。当固溶温度为480°C,固溶时间为4.5小时时，第二相固溶基木完成,而且合金中枝状的共晶硅被溶断并且被很好的球化。关键词铸铝合金固溶处理变质金相组织目录摘要第一章绪论41・1铝合金分类及性能41.1.1铸造铝合金41.1.2变形铝合金61.2铸造铝硅合金的变质处理61.2.1变质剂的发展71.3铸造铝硅合金的热处理81.3.1固溶处理81.

4、3.2时效处理81.4本课题的研究意义9第二章试验方案92.1Al-Si-Cu合金的制备92.1.1实验原料和熔炼设备92.1.2熔炼过程及加入的材料102.1.3固溶处理12第三章固溶处理前后合金组织与性能的分析133.1Al-Si-Cu合金的金相分析133.1.1未经固溶处理（即变质二）的Al-Si-Cu合金的金相分析：133.1.2固溶处理之后的金相组织图16第四章结论17参考文献第一章绪论1.1铝合金分类及性能1.1.1铸造铝合金铝在地壳中的含量仅次于氧和硅居于笫三位，是地壳中含量最丰富的金属元素，其空间点阵为面心立方结构且没有同素异

5、构转变，在化学元素周期表屮为第TITA主族元素，纯铝的密度较低为2.699g/cm，,其熔点为660.24'C,通常向纯铝中加入如Mg,Si,Zn,Cu等元素能得到性能更优的铝合金。铝及铝合金由于具有质量轻、比强度和比刚度高、耐磨损、耐腐蚀、弹性好以及良好的加工成型性和可再回收性等优点，已成为现代工业屮应用最广泛的轻金属合金，日常生活屮用到的餐具、手机等，汽车上的轮毅、连杆等，军事上飞机的零部件均离不开铝及其合金的应用。如图1.1所示，铝合金按加工方法可以分为两大类，分别为形变铝合金和铸造铝合金，其屮形变铝合金又分为不可热处理强化型铝合金和可

6、热处理强化型铝合金，不可热处理强化型铝合金在生产屮不能通过热处理来提高其力学性能，只能通过冷加工变形来实现强化，它主要包括高纯铝、工业高纯铝、工业纯铝以及防锈铝等;可热处理强化型铝合金可以通过热处理手段如淬火和时效等來提高力学性能，它可分为硬铝、锻铝、超硬铝和特殊铝合金等［#］。形变铝合金-般是经过熔炼铸成铸锭后，再经加工形成各种型材、管材及棒材等，因此，形变铝合金要求具有良好的冷热加工性能，因而合金中合金元素的含量比较低，一般不超过极限溶解度(即图1.1中B点成分)。相对于形变铝合金，合金元素含量较高的铸造铝合金根据其中合金元素的不同，可分

7、为Al-Si系sAl-Cu系、Al-Mg系、Al-Zn系及A1-RE系五类5,,Al~Cu系合金是这五种铸造铝合金中力学性能最好的合金系，其强度较高且还具有很好的耐热性能，因此广泛应用于汽车飞机上对強度及耐热性要求较高的零件，但该类合金的铸造性能较差，在铸造过程屮易产生疏松缩孔等缺陷导致其在使用时有发生热裂的倾向，其耐蚀性也并不是很好，从而使其应用受到了限制；Al-Mg系铝合金具有良好的耐蚀性能，其比重小、强度高尤其是冲击强度较高，因而在承受冲击载荷及腐蚀环境下的零件上应用较为广泛，如氨用泵体、舰船配件等,但是该类合金的铸造性能欠佳，铸造过程

8、中也易形成一些缺陷，耐热性也比较低；Al-Zn系铝合金在日常生活屮的应用较为广泛，这主要是由于该类合金的综合性能不高，不及前面提及的Al-Cu系、A1-MR系合金，