含钪高强韧铝硅合金组织与性能研究
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摘要
铸造铝合金具有较高的比强度、良好的铸造性能和耐蚀性能，广泛应用于机械、汽车、航空航天等领域，其中铝硅合金主要用于制造活塞、缸体、缸盖和曲轴箱等铸件。随着汽车工业对产品轻量化和高强化的要求不断提高，提高铝硅合金的力学性能就成为迫切需要解决的问题。
本课题针对目前国内铸造生产条件下，大型复杂铝合金铸件综合力学性能较差等问题，从材料的强韧化理论出发，以702A铸造铝硅合金（Si：6%-8%，Cu：1.2%-1.8%，Mg：0.25%-0.5%，Mn：0.1%-0.2%，Ti：0.05%-0.15%，Sr：0.01%-0.06%）为基础，通过采用正交实验法，确定出合金元素的较优配比：Si（6.5%），Cu（1.5%），Mg（0.25%），Mn（0.1%），Ti（0.15%），Sr（0.06%），Fe（≤0.03%）。通过添加微量合金化元素Sc，同时对该合金的熔炼工艺进行研究，进一步对合金熔体的细化处理、变质处理、精炼处理的工艺进行研究，并且探讨钪的强化机理。
本文还研究了不同含量的Sc对铸态702A铝硅合金组织与性能的影响，并且进一步研究了不同的热处理工艺参数对含钪702A铝硅合金组织与性能的影响。结果表明：经T6热处理后，没有添加任何Sc的702A铝硅合金的抗拉强度σb=360MPa，δ=5.7%；当合金中的Sc含量达到0.2℅时，铝硅合金的抗拉强度达到最大值，即：σb=384MPa，δ=7.4%。达到进一步提高702A铸造铝硅合金高强韧的要求，使材料的综合性能得到提高，从而满足大型车用发动机缸体、缸盖的需要。
Cast aluminum alloy has many advantages, such as low prices、organization isotropic、can get a special organization、easy to produce parts of complex shaped.can be small batchand mass production, and because of its high specific strength、good casting properties andcorrosion resistance, widely used in machinery、automotive、aerospace and other fields, Al-Sialloy is mainly used in the manufacture of piston、cylinder、cylinder head and crankcasecastings. With the automobile industry improve the product lightweight and hight-intensiverequirements, improve the mechanical properties of Al-Si alloy has become an urgent problemto be solvsd.
In this paper, casting aluminum-silicon alloy based on 702A (Si：6%-8%，Cu：1.2%-1.8%，Mg：0.25%-0.5%，Mn：0.1%-0.2%，Ti：0.05%-0.15%，Sr：0.01%-0.06%),study on strength and toughness of the material. By using the orthogonal experimental methodand poor get the best mechanical properties in the case, determined the optimum ratio ofalloying elements: Si（6.5%），Cu（1.5%），Mg（0.25%），Mn（0.1%），Ti（0.15%），Sr（0.06%），Fe（≤0.03%）. By adding the micro-alloying elements Sc, while the meltingprocess of the alloy studied,determine the alloy melt refinement, modification,refinedprocessing technology on organizational performance.
This paper also studied the impact of the different contents of Sc cast 702A Al-Si alloyperformance, and further study of the different heat treatment parameters containing Sc702A Al-Si alloy. The results show that:after T6 heat treatment, did not add any Sc 702Atensile strength of Al-Si alloyσb=360MPa，δ=5.7%; when the Sc content in the alloy up to0.2℅, tensile strength reached the maximum of the Al-Si alloysσb=384MPa，δ=7.4%.Casting 702A Al-Si alloy high strength and toughness requirements to achieve furtherimprove, materials to improve the performance to meet a large car engine cylinder block,cylinder head needs.
本课题针对目前国内铸造生产条件下，大型复杂铝合金铸件综合力学性能较差等问题，从材料的强韧化理论出发，以702A铸造铝硅合金（Si：6%-8%，Cu：1.2%-1.8%，Mg：0.25%-0.5%，Mn：0.1%-0.2%，Ti：0.05%-0.15%，Sr：0.01%-0.06%）为基础，通过采用正交实验法，确定出合金元素的较优配比：Si（6.5%），Cu（1.5%），Mg（0.25%），Mn（0.1%），Ti（0.15%），Sr（0.06%），Fe（≤0.03%）。通过添加微量合金化元素Sc，同时对该合金的熔炼工艺进行研究，进一步对合金熔体的细化处理、变质处理、精炼处理的工艺进行研究，并且探讨钪的强化机理。
本文还研究了不同含量的Sc对铸态702A铝硅合金组织与性能的影响，并且进一步研究了不同的热处理工艺参数对含钪702A铝硅合金组织与性能的影响。结果表明：经T6热处理后，没有添加任何Sc的702A铝硅合金的抗拉强度σb=360MPa，δ=5.7%；当合金中的Sc含量达到0.2℅时，铝硅合金的抗拉强度达到最大值，即：σb=384MPa，δ=7.4%。达到进一步提高702A铸造铝硅合金高强韧的要求，使材料的综合性能得到提高，从而满足大型车用发动机缸体、缸盖的需要。
Cast aluminum alloy has many advantages, such as low prices、organization isotropic、can get a special organization、easy to produce parts of complex shaped.can be small batchand mass production, and because of its high specific strength、good casting properties andcorrosion resistance, widely used in machinery、automotive、aerospace and other fields, Al-Sialloy is mainly used in the manufacture of piston、cylinder、cylinder head and crankcasecastings. With the automobile industry improve the product lightweight and hight-intensiverequirements, improve the mechanical properties of Al-Si alloy has become an urgent problemto be solvsd.
In this paper, casting aluminum-silicon alloy based on 702A (Si：6%-8%，Cu：1.2%-1.8%，Mg：0.25%-0.5%，Mn：0.1%-0.2%，Ti：0.05%-0.15%，Sr：0.01%-0.06%),study on strength and toughness of the material. By using the orthogonal experimental methodand poor get the best mechanical properties in the case, determined the optimum ratio ofalloying elements: Si（6.5%），Cu（1.5%），Mg（0.25%），Mn（0.1%），Ti（0.15%），Sr（0.06%），Fe（≤0.03%）. By adding the micro-alloying elements Sc, while the meltingprocess of the alloy studied,determine the alloy melt refinement, modification,refinedprocessing technology on organizational performance.
This paper also studied the impact of the different contents of Sc cast 702A Al-Si alloyperformance, and further study of the different heat treatment parameters containing Sc702A Al-Si alloy. The results show that:after T6 heat treatment, did not add any Sc 702Atensile strength of Al-Si alloyσb=360MPa，δ=5.7%; when the Sc content in the alloy up to0.2℅, tensile strength reached the maximum of the Al-Si alloysσb=384MPa，δ=7.4%.Casting 702A Al-Si alloy high strength and toughness requirements to achieve furtherimprove, materials to improve the performance to meet a large car engine cylinder block,cylinder head needs.
引文
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