基本信息
- 项目名称：
- Sr+RE在Al-40 wt％ Si合金中的复合变质作用
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 能源化工
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 本项目主要通过Sr+RE复合变质处理Al-40Si硅铝合金，对其制备工艺、组织和性能方面进行系统研究。在制备过程中加入一定量的细化、变质剂进行细化变质处理，对合金相中的化合物进行分析，确定变质细化效果；采用电子拉伸试验机、摩擦磨损试验机、热膨胀仪测试合金的力学性能、耐磨性、热膨胀性能；从而确定最佳制备工艺、热处理工艺以及最佳细化变质剂；试制出性能最优的高硅铝合金。
- 详细介绍：
- 本项目主要通过Sr+RE复合变质处理Al-40Si硅铝合金，对其制备工艺、组织和性能方面进行系统研究。主要方法：分析有关高硅铝合金以及其使用时性能上的缺陷，确定合理的合金成分；通过熔炼和精练处理制备出铝硅合金；在制备过程中加入一定量的细化、变质剂进行细化变质处理，采用正交实验法对其进行热处理；利用光学显微镜、SEM、EDS、X-Ray衍射分析仪等观察合金相形态、磨损、断裂形貌，测定合金中相的成分，对合金相中的化合物进行分析，确定变质细化效果；采用电子拉伸试验机、摩擦磨损试验机、热膨胀仪测试合金的力学性能、耐磨性、热膨胀性能；从而确定最佳制备工艺、热处理工艺以及最佳细化变质剂；试制出性能最优的高硅铝合金。
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作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 分析有关高硅铝合金以及其使用时性能上的缺陷，确定合理的合金成分；通过熔炼和精练处理制备出铝硅合金；在制备过程中加入一定量不同种类的变质剂进行复合变质处理；利用光学显微镜、SEM等观察合金相形态、断裂形貌，测定合金中相的成分，对合金相中的化合物进行分析，确定变质细化效果；采用电子拉伸试验机硬度计测试合金的力学性能；从而确定最佳制备工艺及最佳复合变质剂；试制出性能最优的高硅铝合金。
科学性、先进性及独特之处
- 本项目主要通过Sr+RE复合变质处理Al-40Si硅铝合金，对其制备工艺、组织和性能方面进行系统研究。研究开发一种新的高硅铝合金的复合变质剂及其配套工艺，并对合金的变质机理进行深入分析。
应用价值和现实意义
- 该作品研究了Sr+RE复合变质对Al-40 wt％ Si合金的组织和性能的影响。具有一定的使用价值和学术价值，为高硅铝合金的广泛应用提供了一定的依据，具有较好的应用前景 该作品能使我们了解和掌握材料科学研究的最新进展及其本学科的最新知识；初步掌握科学研究的方法、手段以及各种仪器设备的使用；培养科研意识、科研精神、动手能力创新能力；巩固和拓展所学专业知识，为将来工作和学习打下坚实的基础。
学术论文摘要
- 研究了Sr+RE复合变质对Al-40 wt％ Si合金的组织和性能的影响。结果表明，Sr+RE复合变质处理不仅对初晶硅和共晶硅具有变质作用，对枝晶α也有明显的细化作用。当RE加入量保持不变，随着Sr加入量的增加，初晶硅由角块状或大板片状先变为小块状再变为多角的大块状，边、角钝化；共晶硅由针片状变为纤维状加短杆状,最后为密实短杆状，甚至粒状；枝晶α由高度发达的树枝状转变为等轴晶，分布均匀。另外，随Sr加入量的增加，合金力学性能得到显著提高，抗拉强度提高37%，伸长率增加一倍多，硬度提高21%。当Sr加入量为0.05 wt％～0.077 wt％时，组织形貌最理想，综合力学性能最优。
获奖情况
- 本研究成果内容发表在《热加工工艺》2011年第40卷第11期
鉴定结果
- “Sr+RE在Al-40 wt％ Si合金中的复合变质作用”一文经过审稿程序审查确认符合本刊要求，本刊决定录用 《热加工工艺》编辑部 2011年3月24日 论文编号：2011030700443
参考文献
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同类课题研究水平概述
- 高硅铝合金具有密度小、热膨胀系数低、导热性好、高温强度高和耐磨等优点,广泛应用在航空航天、汽车、机械、电子等行业中。但未经处理的合金组织中存在的粗大硅相严重割裂了基体,降低其性能,制约其广泛应用。因此，对高硅铝合金中硅相细化，提高其性能非常重要。 国内外对高硅铝合金在细化变质处理、铸造工艺的改进等方面进行了大量研究。国外已开发出了一些高硅铝合金材料，但对其初晶硅的细化尺寸难以小于10um，或更低；对初晶硅、共晶硅的双重变质仍难以协调；对初晶硅的细化机理、复合变质工艺有待作更深入的研究。特别是对于含硅量大于30%的铝硅合金的硅相细化变质及性能研究较少。且种类较少，尚处于进一步开发、研制和推广阶段。
