壓鑄al10si0.3mg合金的組織和力學(xué)性能研究

1、壓鑄Al10Si0.3Mg合金的組織和力學(xué)性能研究重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文（專業(yè)學(xué)位）學(xué)生姓名：江媛媛指導(dǎo)教師：鄭江研究員兼職導(dǎo)師：黃詩(shī)堯研究員學(xué)位類別：工程碩士（車輛工程領(lǐng)域）重慶大學(xué)汽車協(xié)同創(chuàng)新中心二O一六年五月重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文中文摘要I摘要近年來(lái)，隨著我國(guó)汽車工業(yè)的飛速發(fā)展，鋁合金作為目前交通工具輕量化中替代鋼鐵的首選材料，逐漸在汽車行業(yè)中得到越來(lái)越廣泛地運(yùn)用。在汽車用鋁合金中，真空壓鑄鋁合金以其良好的表面質(zhì)量、優(yōu)異的力學(xué)性能以及

2、較高的材料利用率等優(yōu)點(diǎn)，在汽車用鋁合金零部件中占有極其重要的地位。以Aural2（Al10Si0.3Mg）為代表的高塑性壓鑄鋁合金的開(kāi)發(fā)推動(dòng)了鋁合金大鑄件在汽車結(jié)構(gòu)件上的應(yīng)用。本文以厚度為2.5mm和5.0mm的真空壓鑄Aural2(Al10Si0.3Mg)鋁合金薄板作為研究對(duì)象。在汽車工業(yè)上，真空壓鑄Al10Si0.3Mg合金通常用于制造形狀復(fù)雜的大型薄壁汽車部件。汽車的復(fù)雜結(jié)構(gòu)將使不同部位對(duì)合金構(gòu)件的厚度要求存在差異，使得合金在制作

3、成壓鑄部件后存在尺寸不均的問(wèn)題，因此本文首先將對(duì)不同壁厚合金的鑄態(tài)組織進(jìn)行對(duì)比分析，研究冷卻速率對(duì)合金凝固組織和性能的影響。此外，為了改善合金的綜合力學(xué)性能，特別是塑性方面，本文隨后將對(duì)合金進(jìn)行固溶和時(shí)效處理，采用光學(xué)顯微鏡（OM）、掃描電子顯微鏡（SEM）和透射電子顯微鏡（TEM）等分析手段，并通過(guò)室溫力學(xué)性能拉伸試驗(yàn)，系統(tǒng)研究熱處理工藝對(duì)合金的微觀組織和力學(xué)性能的影響，獲得合金的最佳熱處理工藝參數(shù)。同時(shí)通過(guò)觀察熱處理后合金的拉伸斷口

4、形貌和拉伸斷口縱向面的微觀組織，對(duì)影響合金拉伸斷裂的因素和合金的斷裂行為進(jìn)行分析探討。研究結(jié)果表明：①兩種壁厚合金的鑄態(tài)組織沿厚度方向均呈不均勻分布：2.5mm厚合金的鑄態(tài)組織沿厚度方向呈梯度分布，可以觀察到不太明顯的―三明治‖結(jié)構(gòu)，而5mm厚合金的鑄態(tài)組織沿厚度方向呈明顯的―三明治‖結(jié)構(gòu)分布，即表層區(qū)＋心部區(qū)＋表層區(qū)。隨著冷卻速率的增加，合金的微觀組織得到細(xì)化。相較于5.0mm厚合金，2.5mm厚合金表層細(xì)晶區(qū)比例由35%增加到40%

5、左右，同時(shí)合金中共晶硅的纖維化趨勢(shì)增加。鑄態(tài)下，2.5mm厚合金的硬度、抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度及伸長(zhǎng)率依次為106.9HV、303.1MPa、164.2MPa、7.6%。；當(dāng)冷卻速率較低，合金厚度為5.0mm時(shí)，其硬度、抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度及伸長(zhǎng)率分別下降到91HV、227.4MPa、115.3MPa、5.8%。②固溶處理將提高合金基體內(nèi)固溶的Mg元素和Si元素含量。同時(shí)在此過(guò)程中，合金中的共晶硅形貌將向粒狀化和球狀化轉(zhuǎn)變。在時(shí)效處理過(guò)程中，