鋁合金發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋材質(zhì)及工藝研究.pdf

1、隨著汽車工業(yè)的發(fā)展,要求發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋具有高溫、高強(qiáng)等性能,而常用的鋁硅合金缸蓋都是亞共晶的,其常溫強(qiáng)度不高,高溫強(qiáng)度低,嚴(yán)重制約了缸蓋的應(yīng)用。針對(duì)常用鋁合金發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋的工況和設(shè)計(jì)要求,我們選取了有別于亞共晶鋁硅合金的共晶型鋁硅合金作為研究對(duì)象,通過(guò)添加Cu、Mg、Ni等合金元素,采用P+RE復(fù)合變質(zhì)劑進(jìn)行變質(zhì)處理,使用金屬型重力鑄造方法并進(jìn)行T6熱處理,以提高合金的綜合性能。在試驗(yàn)中,利用光學(xué)顯微鏡(OM)、掃描電鏡(SEM)、電子探針(

2、EPMA)進(jìn)行組織和成分的分析,對(duì)其機(jī)理進(jìn)行探討；并使用SANS拉伸試驗(yàn)機(jī)、WJ-10B型機(jī)械式萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)、布氏硬度計(jì)進(jìn)行各種力學(xué)性能的測(cè)試。
　　 研究了主元素Si對(duì)鋁合金缸蓋組織和力學(xué)性能的影響。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),當(dāng)硅含量從5％增加到18％時(shí),合金的常溫抗拉強(qiáng)度和高溫抗拉強(qiáng)度先增加后減小,在共晶點(diǎn)附近達(dá)到最大值,合金的硬度不斷增加；而晶界處的金屬間化合物形狀先由片狀逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榫W(wǎng)狀,然后再逐漸變?yōu)榇执蟮钠瑺?其形狀對(duì)合金的強(qiáng)度特別是高

3、溫強(qiáng)度產(chǎn)生了很大的影響。
　　 分別研究了變質(zhì)劑和熱處理對(duì)鋁合金缸蓋顯微組織和力學(xué)性能的影響。通過(guò)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),經(jīng)過(guò)變質(zhì)處理后,初生硅和共晶硅的尺寸明顯減小,且形狀變得更加規(guī)則,性能也得到了提高；通過(guò)熱處理后,使得合金中的一些第二相彌散地分布于基體中,同時(shí)會(huì)使得共晶硅發(fā)生熔斷、粒化等過(guò)程,極大減弱了對(duì)基體的割裂作用。
　　 最后對(duì)Ni元素強(qiáng)化鋁合金發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋進(jìn)行了探索。當(dāng)Ni含量從1％增加到4％時(shí),合金的常溫強(qiáng)度不斷下降,但