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        鑄造鋁合金的成分優(yōu)化設(shè)計(jì)

        2015-10-21 18:52:34墨文濤
        速讀·中旬 2015年10期
        關(guān)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(chǔ),對改良鑄造鋁硅鎂合金的成分優(yōu)化設(shè)計(jì)進(jìn)行了研究 研究結(jié)果表明,改良鑄造鋁硅鎂合金的成分設(shè)計(jì)合理,合金不但具有良好的常溫和高溫力學(xué)性能,而且還具有優(yōu)良的鑄造性能。

        關(guān)鍵詞:改良鑄造鋁硅合金;成分優(yōu)化設(shè)計(jì)

        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(qiáng)化的作用,提高合金的強(qiáng)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(shí)也能提高合金的高溫強(qiáng)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(shí),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(gè)中和鐵的有害作用的元素熔煉時(shí)雜質(zhì)Fe和Mn結(jié)合生成沉淀物進(jìn)入渣中,Mn還會和合金中的Fe反應(yīng)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(xì)化材料的組織,提高再結(jié)晶溫度,增強(qiáng)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(jié)晶核心,使晶粒細(xì)化,提高力學(xué)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(qiáng)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(gè)方面:凈化作用由于RE具有很高的化學(xué)活性,與H2FeS等雜質(zhì)元素具有很強(qiáng)的化學(xué)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(xì)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(xué)性能。

        2 改良鑄造鋁硅鎂合金的成分優(yōu)化設(shè)計(jì)

        本試驗(yàn)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(yàn)。

        2.1正交試驗(yàn)結(jié)果

        根據(jù)所設(shè)計(jì)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(jìn)行抗拉強(qiáng)度檢測延伸率檢測硬度值檢測,考察其常溫力學(xué)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(qiáng)度檢測結(jié)果

        常溫抗拉強(qiáng)度檢測結(jié)果,極差分析,常溫抗拉強(qiáng)度指標(biāo)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(shè)計(jì)合理,合金不但具有良好的常溫和高溫力學(xué)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(yīng)用前景。

        參考文獻(xiàn):

        [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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