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        鑄造鋁合金的成分優(yōu)化設計

        2015-10-21 18:52:34墨文濤
        速讀·中旬 2015年10期
        關鍵詞:常溫鎂合金鋁合金

        墨文濤

        摘 要:以傳統(tǒng)鑄造鋁硅鎂合金為基礎,對改良鑄造鋁硅鎂合金的成分優(yōu)化設計進行了研究 研究結果表明,改良鑄造鋁硅鎂合金的成分設計合理,合金不但具有良好的常溫和高溫力學性能,而且還具有優(yōu)良的鑄造性能。

        關鍵詞:改良鑄造鋁硅合金;成分優(yōu)化設計

        1 添加元素的作用分析

        1.1Cu元素的作用分析

        銅在鋁硅鎂合金中可以起到固溶強化的作用,提高合金的強度另一方面,由于銅能與鋁合金中的鎂、鐵、錳、鎳等元素形成A12、CuA12、CuMgA19、Fe、Ni等化合物,因此同時也能提高合金的高溫強度。

        1.2 Ni元素的作用分析

        一般在鋁合金中Ni與Fe按1:1加入時,可形成耐熱性好的Al9FeNi相,提高鋁合金的耐熱性,并降低其熱膨脹系數(shù)。

        1.3 Mn元素的作用分析

        在鋁硅鎂合金中,Mn是一個中和鐵的有害作用的元素熔煉時雜質(zhì)Fe和Mn結合生成沉淀物進入渣中,Mn還會和合金中的Fe反應生成A16MnxFe1-x金屬間化合物,從而有效地提高合金的耐蝕性添加少量的Mn可以細化材料的組織,提高再結晶溫度,增強合金的耐熱性。

        1.4 V元素的作用分析

        鋁合合金中加入釩元素,可以形成Al7V化合物,這些化合物可作為固溶體的結晶核心,使晶粒細化,提高力學性能和改善工藝性能,但量不能多,過多則會出現(xiàn)大片狀化合物,降低強度耐蝕性等。

        1.5 RE元素的作用分析

        RE在鋁合金中的作用有以下3個方面:凈化作用由于RE具有很高的化學活性,與H2FeS等雜質(zhì)元素具有很強的化學親和力,可以與各種雜質(zhì)元素形成化合物,因而能消除H2FeS和過剩游離態(tài)Si等有害雜質(zhì)的影響變質(zhì)作用加入適量的RE,能夠有效減小鋁合金的枝晶間距,細化鑄態(tài)晶粒微合金化作用RE與Al及其合金元素能發(fā)生微合金化作用,可以提高合金常溫和高溫力學性能。

        2 改良鑄造鋁硅鎂合金的成分優(yōu)化設計

        本試驗需要確定的元素有Cu、Ni、V、Mn、RE5種,為了綜合考慮各合金元素對改良合金性能的影響,采用5因素3水平的正交試驗。

        2.1正交試驗結果

        根據(jù)所設計的正交表,熔化了18爐合金,每爐1.5kg,澆注8根試樣,共144根,對鑄態(tài)下的試樣進行抗拉強度檢測延伸率檢測硬度值檢測,考察其常溫力學性能,并以此作為確定改良鑄造鋁硅鎂合金成分的依據(jù)。

        2.2常溫抗拉強度檢測結果

        常溫抗拉強度檢測結果,極差分析,常溫抗拉強度指標的變化趨勢。

        3 改良鑄造鋁硅鎂合金的性能

        改良鑄造鋁硅鎂合金的成分設計合理,合金不但具有良好的常溫和高溫力學性能,而且還具有優(yōu)良的鑄造性能,而且制備工藝簡單,成本低廉,很有開發(fā)應用前景。

        參考文獻:

        [1]Fukuzuka,T;Shimogori,K;Fujiwara,K,Corros.Eng.,1979,28(6):323~329

        [2]Robinson,D.L.,Hunter,M.S.,Metall.Trans.,1972,3(5):1147~1155

        [3]Jin,Y.,Li,C.,AluminumAlloys90.SecondInter-nationalConferenceonAluminumAlloys-TheirPhysi-calandMechanicalProperties,InternationalAcademicPublishers,1990:492~497

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