文档介绍：重庆大学
硕士学位论文
轮毂用高性能铸铝合金的微合金化研究
姓名:孙守庄
申请学位级别:硕士
专业:材料加工工程
指导教师:彭晓东
2010-04
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中文摘要

摘要

A356 合金是 Al-Si-Mg 系亚共晶铸造合金,国内牌号为 ZL101。它具有铸造流动
性好、气密性好、收缩率小和热裂倾向小,经过变质及热处理后,具有良好的力学性
能、物理性能、耐腐蚀性能和较好的机械加工性能等一系列优点,受到汽车制造业的
青睐,成为实现汽车轮毂轻量化目标最理想的首选材料。
本论文以 Al-Si-Mg 系 A356 合金为基础,研究 Sr、Y 对 A356 合金的微观组织和
力学性能的影响。主要采用“对掺法”制备 Al-Sr 中间合金、Al-Y 中间合金、Al-Sr
变质后的 A356 合金和 Al-Y、Al-Sr 复合变质的 A356 合金,采用光学显微镜(OM)、
扫描电子显微镜(SEM)、X-射线衍射仪(XRD)和力学性能测试等检测手段对铸态、热
处理态实验合金进行表征,研究了 Y 含量对 A356 合金的微观组织和力学性能的影响
规律;探索了 Sr 对 A356 合金微观组织和力学性能的影响规律,分析了 A356 合金的
断裂机制。
研究结果表明:
①利用“对掺法”制备 Al-10Sr、Al-Y 中间合金和 A356 合金,通过 XRD 以及 EDS
分析得出:Al-10Sr 中间合金有基体相α-Al、共晶硅、A14Sr、Al2Sr 相组成,其中α-Al
是合金的主要组成相。Al-Y 中间合金有基体相α-Al 和共晶化合物 A13Y、Al2Y 相组
成。加 Y 后 A356 合金由α-Al 相、共晶相、少量的 Fe23Y6,其中 Al4Sr 主要沿晶界分
布,Al3Y 弥散分布与基体内。
②金属 Sr、Y 能够细化合金晶粒,当 Sr 的添加量为 %时,Y 的添加量为
%时,实验合金铸态组织晶粒最细小,并无“中毒”现象出现。随着 Y 含量的
继续增加,晶粒出现粗化趋势。铸态 A356 合金中含 %Y 时,铸态合金抗拉强
度达到最大值 ,与原 A356 合金相比,合金抗拉强度有较大的提高。但随着
Y 含量的继续增加,合金强度下降。合金延伸率随着 Y 含量的增加呈现减小趋势。
③加 Y 后的 A356 铸铝合金在热处理后晶粒明显细化,Al4Sr 相由铸态连续网状
分布逐步趋于弥散以块状或颗粒状分布于合金基体中。Al3Y 弥散分布,提高了合金的
强度。Al3Y 相、Al4Sr 相的数量及分布对合金的力学性能影响很大。
④对比分析加 Y 后铸态和热处理后 A356 实验合金的显微组织和力学性能测试结
果,得出:热处理态实验合金力学性能明显优于铸态。当 Y 含量为 %时,铸态
与热处理后实验合金的抗拉强度和屈服强度均达到最大值。与铸态相比,热处理后
A356 铸铝合金的抗拉强度提高 %,屈服强度提高 %,合金的延伸率提高
%。本实验所制备的合金当中,热处理后 A356 合金表现出良好的综合力学性能。
⑤加 Y 后铸态 A356 合金的断裂机制主要为准解理断裂机制,而热处理后实验合
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金则呈现为韧窝断裂与局部解理断裂的混合断裂的特征。

关键词:Al-Mg-Si 合金;Y;热处理;微观组织;力学性能

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英文摘要

ABSTRACT

A356 is hypoeutectic cast alloy of Al-Si-Mg system. The domestic grade is ZL101. the
lightest structural materials with excellent casting fluidity,good air tightness,small
shrinkage and hot cracking has good mechanical properties,physical
properties,corrosion resistance and machinability after metamorphic and heat treatment. So
A356 alloys have been certainly used in the fields of automobile es
the preferred