本文主要研究内容
作者唐立超（2019）在《高硅铝合金气缸套材料制备及力学性能研究》一文中研究指出：微耕机是西南丘陵山地常用的耕作机器,但是由于我国设施农业水平较低,土地平整度较差,在耕作过程中,微耕机的内燃机常出现各种问题。尤其是微耕机常用的单缸风冷柴油机,由于散热性较差、动力输出变化大,常出现拉缸、过度磨损、烧机油、冒黑烟等现象,严重制约了微耕机的使用效率。针对微耕机单缸柴油机的这些问题,本研究拟探索一种新型、轻量化、高耐磨、高导热、与其缸体匹配良好的气缸套材料及制备方法。该气缸套以成本相对低廉的过共晶Al-Si合金为原材料,以工艺参数易于控制的电磁离心铸造制备成形。利用电磁离心复合力场的分离、细化功能,将初晶Si颗粒偏聚在气缸套的内层或外层区域,形成初晶Si颗粒局部具有高体积分数、细化并均匀分布的梯度复合材料气缸套。利用初晶Si颗粒的高硬度、高耐磨特性以及铝合金高导热的特点,提高气缸套的耐磨性及散热性,改善单缸风冷柴油机的性能。为此,论文主要开展了如下研究与工作:（1）单一初晶Si颗粒增强的铝梯度复合材料的研究。本部分是以Al-19Si高硅铝合金为试验对象,在原单一离心铸造的基础上添加电磁场开展研究。研究发现,施加电磁场后,随磁场强度的增大,初晶Si颗粒得到明显的细化,其平均粒径原来的70μm降至37μm;颗粒的分布也变得更加均匀,原来的颗粒粘连现象得到显著改善。但是,由于初晶Si颗粒的密度与铝液的密度相差很小,初晶Si颗粒的局部偏聚现象不明显,并且,在内层区域,有大量的气孔、夹渣与缩孔分布。（2）初晶Si与Mg2Si颗粒共同增强铝梯度复合材料的研究。在Al-19Si合金的基础上,以Al-19Si-5Mg为研究对象,通过向铝液中添加Mg引入了初晶Mg2Si颗粒。研究发现,由于熔体中新增了密度更小的初晶Mg2Si颗粒,在试样径向方向上,存在明显的分层现象,即初晶Si与初晶Mg2Si颗粒几乎全部聚集在气缸套的内层形成内层具有高体积分数的梯度复合材料,并且,通过施加电磁场,不但可以细化初晶Si颗粒,Mg2Si颗粒也得到一定的细化。但是,由于施加电磁场后,铸型中熔体的实际转速降低,离心浮力减弱,气孔、夹渣等的向心速度也减弱,导致在梯度材料的内层及中间层出现了大量的宏观缺陷。这种初晶颗粒与缺陷共存的现象严重削弱了增强层的性能。（3）初晶Si与NiAl3颗粒共同增强铝梯度复合材料的研究。为了避免初晶颗粒与夹渣、气孔同时向内层聚集的不足,通过试验,确定了以Al-15Si-6Ni为本部分的研究对象。研究发现,由于引入了Ni元素,材料中出现了大量密度大于铝液的颗粒状初晶NiAl3,电磁离心成形后,成功制备了初晶Si与初晶NiAl3颗粒在外层偏聚,气孔、夹渣、缩孔等缺陷在内层聚集的梯度复合材料,彻底实现了增强层与缺陷层的分离。对初晶颗粒的运动分析发现,在相同位置,初晶NiAl3颗粒的速度、加速度大小均大于初晶Si颗粒。在初晶NiAl3颗粒的推动下,大量初晶Si向外层运动,少量停留在中间层或偏聚在内层。（4）初晶Si与NiAl3颗粒外层增强铝梯度复合材料力学性能研究。为了探讨这种外层颗粒增强梯度复合材料成为气缸套材料的可行性,本部分对其主要力学性能指标进行了测试与分析。硬度结果表明,Al-15Si-6Ni的宏观硬度呈现出外层高、内层低的梯度递减趋势。施加磁场后,试样的宏观硬度有所提高;磁场继续增大时,硬度反而下降。摩擦磨损结果表明,Al-15Si-6Ni的外层耐磨性大于内层;外层磨损量与灰铸铁相近,即耐磨性接近灰铸铁;2A时,磁场对试样外层耐磨性的提升效果最佳。磨损形貌的SEM结果表明,Al-15Si-6Ni的主要磨损形式为粘着磨损、磨粒磨损、疲劳磨损和氧化磨损。拉伸试验结果表明,加入一定的磁场后,Al-15Si-6N的平均抗拉强度有所上升;磁场继续加大时,抗拉强度反而下降。部分合金的抗拉强度已经接近甚至超过灰铸铁。拉伸断口的SEM、EDS测试结果表明,Al-15Si-6Ni的断裂方式包括解理断裂、准解理断裂、沿晶断裂、微孔聚集型断裂等。综上所述,Al-15Si-6Ni材料经电磁离心成形后,可以获得初晶Si与NiAl3颗粒在外层大量分布、缺陷在内层分布的梯度复合材料。梯度材料外层（增强层）的主要力学性能指标已经达到或接近HT150,具有用于单缸柴油机气缸套材料的可行性,但仍需要对增强区域初晶颗粒的分布、体积分数控制等方面进行深入的研究。
Abstract
wei geng ji shi xi na qiu ling shan de chang yong de geng zuo ji qi ,dan shi you yu wo guo she shi nong ye shui ping jiao di ,tu de ping zheng du jiao cha ,zai geng zuo guo cheng zhong ,wei geng ji de nei ran ji chang chu xian ge chong wen ti 。you ji shi wei geng ji chang yong de chan gang feng leng chai you ji ,you yu san re xing jiao cha 、dong li shu chu bian hua da ,chang chu xian la gang 、guo du mo sun 、shao ji you 、mao hei yan deng xian xiang ,yan chong zhi yao le wei geng ji de shi yong xiao lv 。zhen dui wei geng ji chan gang chai you ji de zhe xie wen ti ,ben yan jiu ni tan suo yi chong xin xing 、qing liang hua 、gao nai mo 、gao dao re 、yu ji gang ti pi pei liang hao de qi gang tao cai liao ji zhi bei fang fa 。gai qi gang tao yi cheng ben xiang dui di lian de guo gong jing Al-Sige jin wei yuan cai liao ,yi gong yi can shu yi yu kong zhi de dian ci li xin zhu zao zhi bei cheng xing 。li yong dian ci li xin fu ge li chang de fen li 、xi hua gong neng ,jiang chu jing Sike li pian ju zai qi gang tao de nei ceng huo wai ceng ou yu ,xing cheng chu jing Sike li ju bu ju you gao ti ji fen shu 、xi hua bing jun yun fen bu de ti du fu ge cai liao qi gang tao 。li yong chu jing Sike li de gao ying du 、gao nai mo te xing yi ji lv ge jin gao dao re de te dian ,di gao qi gang tao de nai mo xing ji san re xing ,gai shan chan gang feng leng chai you ji de xing neng 。wei ci ,lun wen zhu yao kai zhan le ru xia yan jiu yu gong zuo :（1）chan yi chu jing Sike li zeng jiang de lv ti du fu ge cai liao de yan jiu 。ben bu fen shi yi Al-19Sigao gui lv ge jin wei shi yan dui xiang ,zai yuan chan yi li xin zhu zao de ji chu shang tian jia dian ci chang kai zhan yan jiu 。yan jiu fa xian ,shi jia dian ci chang hou ,sui ci chang jiang du de zeng da ,chu jing Sike li de dao ming xian de xi hua ,ji ping jun li jing yuan lai de 70μmjiang zhi 37μm;ke li de fen bu ye bian de geng jia jun yun ,yuan lai de ke li nian lian xian xiang de dao xian zhe gai shan 。dan shi ,you yu chu jing Sike li de mi du yu lv ye de mi du xiang cha hen xiao ,chu jing Sike li de ju bu pian ju xian xiang bu ming xian ,bing ju ,zai nei ceng ou yu ,you da liang de qi kong 、ga zha yu su kong fen bu 。（2）chu jing Siyu Mg2Sike li gong tong zeng jiang lv ti du fu ge cai liao de yan jiu 。zai Al-19Sige jin de ji chu shang ,yi Al-19Si-5Mgwei yan jiu dui xiang ,tong guo xiang lv ye zhong tian jia Mgyin ru le chu jing Mg2Sike li 。yan jiu fa xian ,you yu rong ti zhong xin zeng le mi du geng xiao de chu jing Mg2Sike li ,zai shi yang jing xiang fang xiang shang ,cun zai ming xian de fen ceng xian xiang ,ji chu jing Siyu chu jing Mg2Sike li ji hu quan bu ju ji zai qi gang tao de nei ceng xing cheng nei ceng ju you gao ti ji fen shu de ti du fu ge cai liao ,bing ju ,tong guo shi jia dian ci chang ,bu dan ke yi xi hua chu jing Sike li ,Mg2Sike li ye de dao yi ding de xi hua 。dan shi ,you yu shi jia dian ci chang hou ,zhu xing zhong rong ti de shi ji zhuai su jiang di ,li xin fu li jian ruo ,qi kong 、ga zha deng de xiang xin su du ye jian ruo ,dao zhi zai ti du cai liao de nei ceng ji zhong jian ceng chu xian le da liang de hong guan que xian 。zhe chong chu jing ke li yu que xian gong cun de xian xiang yan chong xiao ruo le zeng jiang ceng de xing neng 。（3）chu jing Siyu NiAl3ke li gong tong zeng jiang lv ti du fu ge cai liao de yan jiu 。wei le bi mian chu jing ke li yu ga zha 、qi kong tong shi xiang nei ceng ju ji de bu zu ,tong guo shi yan ,que ding le yi Al-15Si-6Niwei ben bu fen de yan jiu dui xiang 。yan jiu fa xian ,you yu yin ru le Niyuan su ,cai liao zhong chu xian le da liang mi du da yu lv ye de ke li zhuang chu jing NiAl3,dian ci li xin cheng xing hou ,cheng gong zhi bei le chu jing Siyu chu jing NiAl3ke li zai wai ceng pian ju ,qi kong 、ga zha 、su kong deng que xian zai nei ceng ju ji de ti du fu ge cai liao ,che de shi xian le zeng jiang ceng yu que xian ceng de fen li 。dui chu jing ke li de yun dong fen xi fa xian ,zai xiang tong wei zhi ,chu jing NiAl3ke li de su du 、jia su du da xiao jun da yu chu jing Sike li 。zai chu jing NiAl3ke li de tui dong xia ,da liang chu jing Sixiang wai ceng yun dong ,shao liang ting liu zai zhong jian ceng huo pian ju zai nei ceng 。（4）chu jing Siyu NiAl3ke li wai ceng zeng jiang lv ti du fu ge cai liao li xue xing neng yan jiu 。wei le tan tao zhe chong wai ceng ke li zeng jiang ti du fu ge cai liao cheng wei qi gang tao cai liao de ke hang xing ,ben bu fen dui ji zhu yao li xue xing neng zhi biao jin hang le ce shi yu fen xi 。ying du jie guo biao ming ,Al-15Si-6Nide hong guan ying du cheng xian chu wai ceng gao 、nei ceng di de ti du di jian qu shi 。shi jia ci chang hou ,shi yang de hong guan ying du you suo di gao ;ci chang ji xu zeng da shi ,ying du fan er xia jiang 。ma ca mo sun jie guo biao ming ,Al-15Si-6Nide wai ceng nai mo xing da yu nei ceng ;wai ceng mo sun liang yu hui zhu tie xiang jin ,ji nai mo xing jie jin hui zhu tie ;2Ashi ,ci chang dui shi yang wai ceng nai mo xing de di sheng xiao guo zui jia 。mo sun xing mao de SEMjie guo biao ming ,Al-15Si-6Nide zhu yao mo sun xing shi wei nian zhao mo sun 、mo li mo sun 、pi lao mo sun he yang hua mo sun 。la shen shi yan jie guo biao ming ,jia ru yi ding de ci chang hou ,Al-15Si-6Nde ping jun kang la jiang du you suo shang sheng ;ci chang ji xu jia da shi ,kang la jiang du fan er xia jiang 。bu fen ge jin de kang la jiang du yi jing jie jin shen zhi chao guo hui zhu tie 。la shen duan kou de SEM、EDSce shi jie guo biao ming ,Al-15Si-6Nide duan lie fang shi bao gua jie li duan lie 、zhun jie li duan lie 、yan jing duan lie 、wei kong ju ji xing duan lie deng 。zeng shang suo shu ,Al-15Si-6Nicai liao jing dian ci li xin cheng xing hou ,ke yi huo de chu jing Siyu NiAl3ke li zai wai ceng da liang fen bu 、que xian zai nei ceng fen bu de ti du fu ge cai liao 。ti du cai liao wai ceng （zeng jiang ceng ）de zhu yao li xue xing neng zhi biao yi jing da dao huo jie jin HT150,ju you yong yu chan gang chai you ji qi gang tao cai liao de ke hang xing ,dan reng xu yao dui zeng jiang ou yu chu jing ke li de fen bu 、ti ji fen shu kong zhi deng fang mian jin hang shen ru de yan jiu 。
论文参考文献
论文详细介绍
论文作者分别是来自西南大学的唐立超，发表于刊物西南大学2019-09-24论文，是一篇关于高硅铝合金论文,电磁离心铸造论文,单缸柴油机论文,梯度复合材料论文,气缸套论文,西南大学2019-09-24论文的文章。本文可供学术参考使用，各位学者可以免费参考阅读下载，文章观点不代表本站观点，资料来自西南大学2019-09-24论文网站，若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权，请联系我们删除。
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