首页> 正文

半固态成形Al-Fe基合金的组织与性能

2020-12-02阅读(350)

半固态成形Al-Fe基合金的组织与性能

论文摘要

本文针对Al-Fe合金组织中易形成粗大的脆性针状或针片状富铁相,严重割裂基体,恶化合金力学性能的问题,开展了旨在改善此类合金微观组织结构及力学性能的研究工作。重点研究了合金元素、制备工艺等对Al-5.5Fe基合金微观组织和力学性能的影响,确定了合金的最终成分为Al-5.5Fe-4Cu-2Zn-0.4Mg-0.5Mn。系统的研究了该合金在电磁搅拌、近液相线、二次加热及半固态挤压成形工艺中的合金微观组织和力学性能的变化规律。最后,对该类合金进行了耐热性能测试。研究结果表明:添加不同数量的Mn、Cr等合金元素以后,Al-5.5Fe基合金的第二相微观组织得到了明显的细化;电磁搅拌处理以后,细化效果更加显著,而且分布均匀;常温铸态抗拉强度最高值为161.6MPa。当搅拌电压为150V时,针状相长度较铸态减少30%;近液相线法亦能有效地细化合金组织,其中浇铸温度为680℃时,保温30min为宜,第二相得到了明显的细化,并且有相当部分的第二相以近颗粒状存在。此时Al3Fe相长度仅为电磁搅拌态的20%左右。半固态挤压成形可以进一步细化Al-5.5Fe基合金中的第二相。挤压比越高,破碎细化效果越显著,第二相分布也越均匀。采用电磁搅拌法制备坯料的合金中,第二相的长度约50μm,较铸态减少75%;采用近液相线法制备坯料的合金中,第二相的长度约20μm左右,较铸态减少90%。半固态挤压成形使Al-5.5Fe-4Cu-2Zn-0.4Mg-0.5Mn合金的力学性能得到了大幅度提高,而且随着挤压比的增加,抗拉强度和伸长率增加。最大抗拉强度达到了329.5MPa,比铸态提高了104%;最大伸长率达到了2.2%。对Al-5.5Fe-4Cu-2Zn-0.4Mg-0.5Mn合金进行了热稳定性实验表明,该合金在200℃时具有较好的热稳性,此时合金的最大硬度值（HB）为86.1。连续加热150h和200h后硬度分别下降了12%和11.6%。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第一章 绪论
  • 1.1 Al-Fe耐热铝合金的研究现状及存在问题
  • 1.1.1 快速凝固技术制备Al-Fe基合金的研究现状
  • 1.1.2 合金元素和冷却速度对Al-Fe基合金组织的影响
  • 1.1.3 离心铸造法制备Al-Fe基合金梯度功能材料
  • 1.1.4 强烈搅拌和加入粒化剂对Al-Fe基合金性能的影响
  • 1.2 半固态的研究现状
  • 1.2.1 电磁搅拌法制备非枝晶坯料
  • 1.2.2 二次加热理论的研究
  • 1.2.3 挤压成形的研究及对合金组织的影响
  • 1.2.4 半固态成形技术国内外应用现状
  • 1.3 本课题研究的意义和内容
  • 第二章 实验材料与方法
  • 2.1 实验材料
  • 2.2 实验设备
  • 2.2.1 熔炼设备
  • 2.2.2 辅助设备
  • 2.3 中间合金的配制
  • 2.4 合金成分的选择
  • 2.5 合金的熔炼
  • 2.6 电磁搅拌工艺
  • 2.7 近液相线工艺
  • 2.8 二次加热工艺
  • 2.9 半固态挤压成形
  • 2.10 微观组织的观察与分析
  • 2.11 力学性能检测
  • 2.12 热稳定性实验
  • 第三章 实验结果与分析
  • 3.1 合金元素及电磁搅拌对Al-Fe基合金组织的影响
  • 3.1.1 Al-5Fe合金组织的特征
  • 3.1.2 Mn、Cu、Mg、Zn等元素对Al-5.5Fe合金组织的影响
  • 3.1.3 Mn元素加入量对Al-5.5Fe基合金组织的影响
  • 3.1.4 Cr、Zr、Mn等元素对Al-5.5Fe合金组织的影响
  • 3.1.5 Cr元素加入量对Al-5.5Fe基合金组织的影响
  • 3.1.6 电磁搅拌对Al-5.5Fe基合金组织的影响
  • 3.1.7 铸态Al-5.5Fe基合金的力学性能
  • 3.2 电磁搅拌对Al-5.5Fe-4Cu-2Zn-0.4Mg-0.5Mn合金微观组织的影响
  • 3.2.1 电磁搅拌法制备的Al-5.5Fe-4Cu-2Zn-0.4Mg-0.5Mn合金组织特征
  • 3.2.2 电磁搅拌电压对Al-5.5Fe-4Cu-2Zn-0.4Mg-0.5Mn合金组织的影响
  • 3.3 近液相线法对Al-5.5Fe-4Cu-2Zn-0.4Mg-0.5Mn合金微观组织的影响
  • 3.3.1 Al-5.5Fe-4Cu-2Zn-0.4Mg-0.5Mn合金的差热分析曲线
  • 3.3.2 近液相线法制备的Al-5.5Fe-4Cu-2Zn-0.4Mg-0.5Mn合金组织特征
  • 3.4 二次加热对Al-5.5Fe-4Cu-2Zn-0.4Mg-0.5Mn合金微观组织的影响
  • 3.5 半固态挤压成形对Al-5.5Fe-4Cu-2Zn-0.4Mg-0.5Mn合金微观组织的影响
  • 3.5.1 挤压比对电磁搅拌法制得的合金微观组织的影响
  • 3.5.2 挤压比对近液相线法制得的合金微观组织的影响
  • 3.5.3 不同挤压部位的微观组织比较
  • 3.6 Al-5.5Fe-4Cu-2Zn-0.4Mg-0.5Mn合金力学性能
  • 3.7 Al-5.5Fe-4Cu-2Zn-0.4Mg-0.5Mn合金热稳定性能
  • 3.7.1 加热温度对Al-5.5Fe-4Cu-2Zn-0.4Mg-0.5Mn合金硬度的影响
  • 3.7.2 加热时间对Al-5.5Fe-4Cu-2Zn-0.4Mg-0.5Mn合金硬度的影响
  • 3.7.3 加热温度对Al-5.5Fe-4Cu-2Zn-0.4Mg-0.5Mn合金第二相的影响
  • 3.7.4 加热时间对Al-5.5Fe-4Cu-2Zn-0.4Mg-0.5Mn合金第二相的影响
  • 第四章 结论
  • 参考文献
  • 在学研究成果
  • 致谢

    • 相关论文文献

    • [1].高熵合金的制备方法及其应用进展[J]. 航空制造技术 2019(22)
    • [2].低合金钛卷应用与展望[J]. 科技创新与应用 2019(36)
    • [3].各类高熵合金的研究进展[J]. 功能材料 2019(12)
    • [4].高熵合金抗氧化性能研究现状及展望[J]. 材料导报 2019(S2)
    • [5].镁铝钆合金在空气中的氧化与燃烧[J]. 稀有金属材料与工程 2019(12)
    • [6].含稀土铂基合金的性能研究进展[J]. 贵金属 2019(S1)
    • [7].高熵合金的力学性能及功能性能研究进展[J]. 材料热处理学报 2020(01)
    • [8].影响6005A合金剥落腐蚀性能的因素研究[J]. 铝加工 2020(01)
    • [9].高熵合金的耐蚀性与耐磨性研究进展[J]. 热加工工艺 2020(06)
    • [10].轻质高熵合金的研究进展与展望[J]. 稀有金属材料与工程 2020(04)
    • [11].高熵合金的热处理综述[J]. 材料热处理学报 2020(05)
    • [12].国内高熵合金制备技术的发展现状[J]. 科技经济导刊 2020(10)
    • [13].高熵合金激光选区熔化研究进展[J]. 钢铁研究学报 2020(06)
    • [14].浅析合金成分及时效工艺对6082合金的影响[J]. 福建冶金 2020(04)
    • [15].多组元高熵合金制备方法的研究现状[J]. 有色金属工程 2020(06)
    • [16].高熵合金——打破传统的新型高性能多主元合金[J]. 中国资源综合利用 2020(08)
    • [17].微波消解-电感耦合等离子体原子发射光谱法测定718合金中铝钴钛钒磷钨六种元素[J]. 湖南有色金属 2020(04)
    • [18].增材制造技术制备高熵合金的研究现状及展望[J]. 材料导报 2020(17)
    • [19].立方晶体结构高熵合金在低温条件下的力学行为研究进展[J]. 稀有金属材料与工程 2020(09)
    • [20].高熵合金材料研究进展（英文）[J]. Science China Materials 2018(01)
    • [21].高熵合金的研究进展[J]. 中国重型装备 2017(03)
    • [22].Al-5.0Zn-3.0Mg-1.0Cu-0.1Zr合金的淬火敏感性[J]. 中南大学学报(自然科学版) 2017(09)
    • [23].体内外实验评估Mg-6Zn合金对肠上皮细胞紧密连接的影响（英文）[J]. Transactions of Nonferrous Metals Society of China 2015(11)
    • [24].高熵合金制备方法进展[J]. 热加工工艺 2014(22)
    • [25].4J29合金金相组织和力学性能的研究[J]. 机电元件 2015(04)
    • [26].高压处理对Cu-50.84Cr-0.48Al合金热扩散系数和热膨胀性能的影响[J]. 稀有金属 2013(05)
    • [27].《铁的冶炼、合金》教学设计与点评[J]. 中学教学参考 2010(26)
    • [28].轻质高熵合金的研究现状与发展趋势[J]. 材料导报 2020(19)
    • [29].热处理对Mg-11Gd-3Y-0.6Ca-0.5Zr合金显微组织和腐蚀行为的影响[J]. 材料导报 2020(20)
    • [30].高熵合金制备及热处理工艺研究进展[J]. 金属热处理 2020(10)

    标签：;  ;  ;  ;  

    半固态成形Al-Fe基合金的组织与性能
    下载Doc文档

    猜你喜欢

    © 2024 毕速过 版权所有 鄂ICP备12018319号-5