汽車用高硅鋁合金材料性能研究.pdf

1、汽車材料在很大程度上影響汽車的品質(zhì)，汽車零部件、特別是一些關(guān)鍵的運(yùn)動(dòng)部件的制造材料的高性能和輕質(zhì)化，對(duì)提高汽車運(yùn)行效率、節(jié)省能源、減少噪音和環(huán)境保護(hù)有顯著作用。汽車材料的制備和性能近幾十年來有很大發(fā)展，近年來一種高硅鋁合金新材料以其高性能深受人們關(guān)注。為此，本文對(duì)設(shè)計(jì)擬定的快速凝固粉末冶金(RS/PM)制備的高硅鋁合金的使用性能進(jìn)行系統(tǒng)研究，旨在為該新型材料在汽車工業(yè)中應(yīng)用提供理論與實(shí)驗(yàn)依據(jù)。
　　材料的使用性能往往取決于材料的組

2、成、內(nèi)部顯微組織以及制備工藝，所以本文重點(diǎn)對(duì)RS/PM法Al-Si合金材料的物理、力學(xué)性能進(jìn)行試驗(yàn)研究同時(shí)，還涉及RS/PM法Al-Si合金粉末的顯微組織和粉末熱擠壓及熱處理工藝對(duì)材料性能的影響。
　　通過對(duì)制備的合金粉末樣品電子掃描觀察和電子探針組織成分測(cè)試表明，多元鋁合金粉末顯微結(jié)構(gòu)組成主要由初晶硅相、金屬間化合物相和Al-Si共晶等組成，微晶顆粒尺寸非常細(xì)化。
　　RS/PM法Al-Si合金材料性能直接影響汽車部件的使

3、用性能。合金材料物理性能方面主要體現(xiàn)在材料的低密度和低熱膨脹性。力學(xué)性能主要體現(xiàn)在材料的拉伸力學(xué)特性、力學(xué)指標(biāo)和耐磨性能方面。
　　Al-Si合金由于硅具有特別低的熱脹系數(shù)使純鋁的高熱膨脹性得以彌補(bǔ)，因此合金的熱膨脹性幾乎與不銹鋼相當(dāng)，這對(duì)要求高精密配合的發(fā)動(dòng)機(jī)零部件來說是必要的。
　　RS/PM法Al-Si合金的拉伸特性主要表現(xiàn)為無明顯屈服現(xiàn)象的應(yīng)力—應(yīng)變特性，試樣在常溫或高溫下拉伸斷裂破壞后，斷面均未出現(xiàn)頸縮現(xiàn)象;對(duì)拉伸

4、斷口的顯微觀察，該材料拉伸斷口表面具有韌窩形貌特征。拉伸試驗(yàn)結(jié)果表明該合金拉伸主要技術(shù)指標(biāo)均優(yōu)于傳統(tǒng)的鑄錠Al-Si合金，常溫下，其拉伸強(qiáng)度σb和屈服強(qiáng)度σ0.2分別高達(dá)495MPa和475MPa，彈性模量值高達(dá)100GPa，遠(yuǎn)高于鑄鋁合金和鑄鋼合金。
　　RS/PM法Al-Si合金的耐磨性能對(duì)高溫、高負(fù)荷和高運(yùn)行速度的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)部件來說是很重要的技術(shù)指標(biāo)。合金中高含量Si使合金耐磨性具有優(yōu)勢(shì)，RS/PM制備工藝很好地解決了合金高