重力鑄造汽車發(fā)動機缸體用新型鋁硅合金變質處理的研究.pdf

1、汽車工業(yè)正朝著輕量化、高速、舒適、節(jié)能、低排放的方向發(fā)展，發(fā)動機作為汽車的心臟，重量約占整車重量的三分之一，其性能和重量直接關系到汽車的價值。采用全鋁發(fā)動機不但可以顯著提高發(fā)動機的性能，還可減輕發(fā)動機的重量。國內鋁合金缸體的工業(yè)化生產發(fā)展緩慢主要受制于三個方面：缸體材料性能達不到要求，重力鑄造工業(yè)化生產工藝不成熟，生產裝備落后。今后研究的重點，就是要解決缸體材料的問題。
　　 基于此，本論文通過優(yōu)化復合變質處理進一步提高了新型亞

2、共晶鋁硅合金的綜合性能。采用金屬型重力鑄造法，探索了AlTi5B，Al-10Sr和復合稀土單一變質對該合金組織和性能的影響；利用正交試驗法優(yōu)化復合變質，并對復合變質合金的組織和性能進行檢測。采用了X射線衍射儀(XRD)、掃描電鏡(SEM)、光譜儀和光學顯微鏡分析(OM)等手段以及基本的力學性能測試法對其進行了研究，獲得的研究結果如下：
　　 1、AlTi5B變質處理后合金的抗拉強度和硬度都有顯著提高，當Ti=0.04 wt.％時

3、，抗拉強度、伸長率和布氏硬度都達到其最大值，分別為245.27MPa、2.535％和80.24。RE變質后合金伸長率有顯著影響，當RE=0.4wt.％，其最小值3.03％也遠遠高于母合金的2.3％。Sr變質后，抗拉強度下降20MPa左右；對伸長率和硬度的影響都比較小。
　　 2、組織方面：AlTi5B變質后Si相變?yōu)榻驙?；由于α相依附于Al3Ti上形核，使晶粒得到了細化；條形AlCu相由粗變細而且分布均勻，起到強化晶界的作用；

4、雜質Fe相形狀變得圓整，削弱了負面影響。RE變質后Si相變?yōu)槎贪魻?；RE與Si、Cu形成了片狀的T(AlSiCuNd)相，而在AlCu相中又與Fe等元素形成了T(AlSiCuMnFeNiNd)相，形狀更為纖細，嚴重割裂了鋁基體；伸長率顯著提高是因為在640℃富Al稀土相與Al形成共晶，這些共晶組織在晶界處形成骨架，起到晶界強化作用。Sr變質效果最為理想，但對其熔體表面氧化膜分析表明，SrO與Al2O3形成的復合氧化物SrAl2O4使氧化

5、膜變得更加疏松、脆弱并極易開裂，造成熔煉過程吸氣嚴重，針孔率上升。
　　 3、正交試驗優(yōu)化復合變質處理結果表明：選擇抗拉強度指標的權值為W1為0.7，伸長率指標的權值為W2為0.2，硬度指標的權值為W3為0.1進行綜合分析結果表明：復合變質劑的最佳配合為Sr=0.01wt.％，RE=0.3wt.％，Ti=0.04wt.％。
　　 4、優(yōu)化復合變質處理后合金的力學性能檢測結果為：抗拉強度232Mpa，伸長率2.66％，布氏