合金元素和浇注温度对AlSi9Cu3铝合金收缩率和流动性的影响

采用砂型螺旋线模具、Tatur Test方法和ARL3460直读光谱仪研究了Na、Ni、Zn、Fe、Mg合金元素和浇注温度对AlSi9Cu3合金收缩率和流动性的影响。结果表明:合金收缩率随Mg、Zn元素含量的增加逐渐增大,随Na、Fe、Ni元素含量的增加逐渐减小;合金流动性随Na、Fe和Mg元素含量的增加而降低,随Ni、Zn元素含量的增加而升高。浇注温度的升高有利于合金流动性的改善,但会导致合金收缩率的恶化。

汽车用AlSi9Cu铝合金的压铸工艺研究

选定690、700、710℃三种浇注温度,150、200、250℃三种模具预热温度,1、2、3 m/s三种充型速度,通过L9(33)正交试验,设计了汽车用AlSi9Cu铝合金压铸件不同压铸工艺参数。经过实际生产后对9组零件含气比例的分析,得到了正交试验中不同因素和水平对压铸试验的影响顺序以及设计的最优工艺参数。结果表明,在不同的参数范围内,充型速度对最终结果有着最大的影响,其影响顺序为充型速度>浇注温度>模具预热温度;根据含气量大小得到了最优组合为浇注温度700℃,充型速度2 m/s,模具预热温度250℃。对正交试验中9组不同参数的汽车用AlSi9Cu零件进行了实际生产并进行了X射线无损检测,检测结果与正交试验分析结果基本相符。使用最优组合可以生产出致密的汽车用AlSi9Cu零件。

浇注工艺对AlSi9Cu3合金凝固组织及力学性能的影响

采用直读光谱仪、金相显微镜、拉伸试验机、JMatPro软件、扫描电镜和X射线衍射仪研究了浇注温度和模具温度对AlSi9Cu3合金凝固组织及力学性能的影响。结果表明:合金的凝固组织以初生α-Al和针状共晶硅为主;随浇注温度的降低,合金中α-Al晶粒尺寸先减小后增大;针状共晶硅含量逐渐增多;合金的抗拉强度先升高后降低;随模具温度的升高,合金中α-Al晶粒尺寸逐渐增大,针状共晶硅含量先减少后增加;合金的抗拉强度先升高后降低。当浇注温度为680℃、模具温度为100℃时,AlSi9Cu3合金的力学性能最佳。

浇注温度对机械用半固态压铸AlSi9Cu合金组织和力学性能的影响

采用半固态铸造生产了AlSi9Cu铝合金压铸件,对不同浇注温度的压铸件的微观组织进行了观察,并测试了不同参数生产出的压铸件的力学性能。结果表明,在不同浇注温度下的半固态压铸AlSi9Cu合金中晶粒的形貌均为球状晶,合金的平均晶粒尺寸随着浇注温度的升高而逐渐变大,浇注温度分别为590℃、600℃和610℃时,合金的平均晶粒尺寸分别为42.1μm、48.9μm和50.6μm。随着半固态压铸浇注温度的逐渐升高,合金内卷气缺陷也随之增加,合金的力学性能随之逐渐降低。当浇注温度分别为590℃、600℃和610℃时,合金的抗拉强度分别为268.03 MPa、264.14 MPa和255.26 MPa,伸长率分别为7.05%、6.73%和5.79%。

Sr对AlSi9Cu3合金组织与力学性能的影响

研究了不同Sr含量对Al Si9Cu3合金力学性能及微观组织的影响规律。结果表明,当Sr含量为0.06%时,合金的变质效果最佳,合金中共晶硅相由粗大的针片状转变为细小的纤维状或颗粒状。过量的Sr会引起孔洞等铸造缺陷的增加。随着合金元素Sr含量的增加,合金的力学性能呈现先升后降的趋势。当Sr含量为0.06%时合金的强化效果达到峰值,抗拉强度和伸长率分别为288 MPa和13.23%,较未变质合金分别提高了25.2%和84.8%。继续添加Sr,合金的强塑性均下降,这与Sr对于共晶Si的变质效果规律结果是一致的。

热处理对原位(ZrB_2+TiB_2)增强AlSi9Cu3复合材料组织和性能的影响

采用Al-K2Ti F6-K2ZrF6-KBF4体系制备(ZrB_2+TiB_2)二元纳米颗粒增强AlSi9Cu3基复合材料,并对其进行热处理,研究了颗粒加入量对复合材料组织与性能的影响。结果表明,确定的优选颗粒加入量为3.14%;铸态抗拉强度和伸长率分别为265 MPa和14.8%;时效处理后,复合材料的强度略有上升。经过T6和T7热处理后强度有了大幅度提升,拉伸断口呈明显的韧性断裂形式,T7处理的拉伸断口韧窝较清晰、伸长率高于T6。

机械振动对AlSi9Cu3亚快速凝固组织的影响

在Al Si9Cu3合金振动凝固过程中施加循环冷却水模拟振动式双辊铸轧工艺凝固过程,研究了在亚快速凝固条件下振动参数(振幅和振频)对凝固组织的影响。结果表明,通过控制振动参数可有效细化芯部等轴晶并扩大等轴晶所占截面比例。当振幅为0.5 mm、振频为25 Hz时效果最佳,芯部等轴晶平均直径为0.2 mm,等轴晶所占截面比例高达80%。试验结果为振动式双辊铸轧生产工艺提供了有效参考。

Microstructure evolution behavior of AlSi9Cu3 alloy during rheocasting

The experimental and analytical approaches were taken to investigate the non-dendritic microstructure formation and evolution of AlSi9Cu3 alloy during rheocasting.The results show that the globular primary α(Al) particles free of entrapped eutectic form after rheocasting for 3 s,and could be morphologically stabilized during subsequent growth.The fine and globular particles underwent a coarsening process under quiescently continuous cooling in which the particle density decreases,the solid fraction increases,the average particle size increases with the increase of solidification time at a rate that closely followed the classical Ostwald ripening.

半固态Al-Si-Cu-Mg合金压缩变形特征的研究

用Gleeble-1500热模拟实验机研究了不同变形速率、不同变形量下AlSi15Cu3MgFe铝合金的半固态应力与应变的变化规律。研究结果发现:变形速率不同时,应力随着变形速率的增加而增加;变形量不同,随着变形量的增加,流体的流动趋于更稳定的流动形态。

时效处理对AlSi9Cu3压铸铝合金组织和力学性能的影响

通过拉伸试验、光学显微镜、扫描电镜及能谱仪等分析手段研究了T5时效处理(160℃×6 h)后AlSi9Cu3高压铸造(HPDC)铝合金的显微组织、力学性能和拉伸断口形貌。结果表明,AlSi9Cu3高压铸造铝合金试样经过时效处理后,显微组织主要为等轴晶状的初生α-Al、共晶Si相以及析出θ-Al_(2)Cu相和α-Fe相。析出的平衡相θ-Al_(2)Cu弥散分布在晶界上,提高了AlSi9Cu3压铸铝合金的强度和硬度。时效处理后,AlSi9Cu3压铸铝合金的抗拉强度、屈服强度、伸长率和硬度分别为375 MPa、258 MPa、4.0%和94 HBW。同时在AlSi9Cu3压铸铝合金的拉伸断口观察到了准解理和少量沿晶断裂特征。

铸造AlSi9Cu3合金疲劳性能

对某汽车转向器AlSi9Cu3铝合金管柱进行了高周疲劳性能分析,使用"成组法"测试材料的高周疲劳性能,绘制了该材料的疲劳寿命应力曲线(P-S-N),估算出该材料在99%可靠度下循环106次时的疲劳强度为120.7 MPa。使用扫描电镜对试样的疲劳断口进行观察,发现疲劳源大多为孔洞和氧化夹杂物。原始铸造缺陷的类型和尺寸导致试样疲劳寿命缩短和分散度增加。

发动机缸体断裂原因

某汽车发动机在开发试验过程中,发动机缸体在轴承座和对应的轴承瓦盖处发生断裂。通过宏观观察、化学成分分析、金相检验和扫描电镜分析等方法对发动机缸体的断裂原因进行了分析。结果表明:在循环应用作用下,缸体轴承座由于设计结构强度不足首先发生疲劳断裂,随后轴承瓦盖也发生了疲劳断裂。