改良铝硅镁系铸造铝合金耐磨性能与铸造性能的研究

摘要

铸造铝硅合金由于其良好的铸造性能成为铝合金中使用较多、应用范围较广的一种合金系，其中铝硅镁系合金除了具有良好的铸造性能之外，还具有较好的加工性等综合性能，因而成为工业应用较广的合金之一。由于普通铝硅镁合金的力学性能较差，而且不具备良好的耐磨性能，无法满足某些性能要求较高的零部件的需求，因而限制了该种合金在铸件上的应用范围。如何保持铝硅镁合金优良铸造性能的同时，不断提高其综合力学性能以及耐磨性能，扩大其使用范围，始终是材料工作者面临的课题。
　　 本课题通过添加合金元素进行成分优化设计，采用正交试验法对加入铝硅镁合金中Cu、Ni、Mn、V、RE的含量进行优化实验研究，并得出最优化的实验结果。经过优化设计后的合金，其力学性能得到大幅度提高，即抗拉强度σb=191.24MPa，延伸率δ=4.85％，硬度HBS＝78.7。摩擦磨损试验结果表明，在干摩擦及油润滑摩擦条件下改良合金的耐磨性和减摩性均优于对比材料ZL101合金。铸造性能试验结果表明，在690～780℃，优选合金材料的流动性比ZL101的好，优选合金的线收缩率（1.24％）和体收缩率（2.1％）均略小于ZL101合金的线收缩率（1.36％）和体收缩率（3.2％），相对于对比材料ZL101合金，改良合金的热裂趋向因子小，在铸造过程中热裂倾向小。改良合金不仅获得了比ZL101合金更好的铸造性能而且有更好的耐磨性能。因此该铸造铝合金具有比普通铝硅镁合金更优越的力学性能和耐磨性能，可以更大程度地满足现代工业生产应用的要求，具有广阔的应用前景。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1引言

1.2铝合金材料分类

1.3铸造铝合金概述

1.4提高铸造铝合金性能的途径

1.4.1合金强化

1.4.2变质工艺

1.4.3合金热处理

1.5铝合金材料摩擦磨损性能研究中的主要参数

1.6铸造铝合金的耐磨性能研究现状

1.7铸造铝合金的铸造性能研究现状

1.8课题的提出、来源及主要内容

1.8.1研究课题的提出

1.8.2课题的来源

1.8.3课题研究的主要内容

第二章改良铝硅镁系铸造铝合金材料的制备及组织性能测定

2.1引言

2.2合金成分的设计与优化

2.2.1正交实验结果

2.2.2改良合金成分的确定

2.3改良合金的制备

2.3.1实验用原材料

2.3.2实验用辅助材料

2.3.3实验设备

2.3.4熔炼及浇注工艺

2.3.5金相试样的选取及制备

2.4改良合金组织性能测定

2.4.1改良合金组织测定

2.4.2改良合金性能测定

2.5本章小结

第三章改良铝硅镁系铸造铝合金的耐磨性能

3.1引言

3.2改良合金材料的制备及试验条件

3.2.1原材料与试验条件

3.2.2改良合金材料的制备

3.2.3改良合金材料摩擦磨损试样的制备

3.3改良合金材料摩擦磨损试验条件、方法及试验结果分析

3.3.1改良合金材料摩擦磨损的试验条件

3.3.2改良合金材料摩擦磨损试验方法

3.3.3试验结果分析

3.4本章小结

第四章 改良铝硅镁系铸造铝合金的铸造性能

4.1引言

4.2改良合金的流动性测试

4.2.1实验原理

4.2.2实验仪器及物品

4.2.3测试方法

4.2.4试验结果与分析

4.3改良合金的线收缩特性测定

4.3.1实验原理

4.3.2实验仪器及材料

4.3.3测试方法

4.3.4试验结果与分析

4.4改良合金的体收缩特性测定

4.4.1实验原理

4.4.2实验设备和材料

4.4.3测试方法

4.4.4试验结果与分析

4.5改良合金的热裂倾向测定

4.5.1实验原理

4.5.2实验设备和材料

4.5.3测试方法

4.5.4试验结果与分析

4.6本章小结

第五章全文总结

5.1结论

5.2需进一步研究工作的建议

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间论文发表情况