离心铸造对过共晶Al-20wt.%Si合金组织及性能的影响

【摘要】过共晶铝硅合金具有密度小、热膨胀系数低、铸造性好、耐磨性好、耐热性好等优点。广泛应用于各个领域，如汽车制造、飞机制造，成为材料研究的重要课题。然而，过共晶铝硅合金中不规则、粗大初生硅的存在，破坏了合金基体，严重影响了其力学性能的提高，经过变质处理可以改变其组织形貌。用过共晶铝硅合金制作的缸套与铸铁缸套相比，可以大大减轻重量起到节能减排的目的。采用离心铸造法制备过共晶铝硅合金缸套，生产设备简单，生产效率高，生产成本低，便于控制，适合于大规模的进行生产。在离心力的作用下，使密度较小的初生硅相偏聚于铸件的内侧，从而得到组织形貌在径向上发生变化的过共晶铝硅合金缸套。本文的研究内容包括：制备过共晶Al-20wt.%Si合金；对共晶Al-20wt.%Si合金进行变质处理；采用离心铸造法制备过共晶Al-20wt.%Si合金缸套，研究离心铸造工艺参数如离心转速、铸型温度、浇注温度等对Al-20wt.%Si合金缸套成型性、组织形貌、初生Si分布、磨损行为的影响。得出以下几个结论：（1）在重力浇注、经过复合变质后，初生Si颗粒的尺寸由120μm~180μm左右细化到20μm左右。经过离心铸造法获得的过共晶Al-20wt.%Si合金缸套，初生Si相在径向方向上呈梯度分布，从外层向内层其含量先减小后增加。（2）随着离心转速的提高，外层和中间层，初生Si的含量越来越少；内层的初生Si颗粒的体积分数不断增加。铸型温度越高，初生Si颗粒偏聚越严重，分层越明显。在相同的离心转速下，随着铸型温度的提高，初生Si颗粒在内层偏聚的程度增大。浇注温度越高，铝硅合金溶液保持液态的时间越长，初生Si颗粒偏聚时间增加，在铸件内层初生Si颗粒的体积分数增加，偏聚效果越明显。经过对比，在离心转速1000r/min、铸型温度250℃、浇注温度800℃条件下制备的Al-20wt.%Si合金汽缸套成型完整、内表面光滑、初生Si的梯度分布合适、晶粒尺寸小、缸套内层气孔、缩孔及缩松相对较少。（3）材料的耐磨性能与组织的致密性、增强相颗粒的大小、体积分数有关。组织越致密，增强相越细小弥散分布，体积分数越大，材料的耐磨性越好。过共晶铝硅合金磨损主要是磨粒对磨损表面的切削和犁削作用，采用最佳离心铸造工艺参数条件下获得的Al-20wt.%Si合金缸套具有相对较高的抗磨损性能。
【作者】尹茂振；
【导师】王金国；罗敬文；
【作者基本信息】吉林大学，材料工程（专业学位），2014，硕士
【关键词】铝硅合金；初生Si颗粒；离心铸造；变质；力学性能；

【参考文献】
[1]王艳华,陈宝智,林彬.科学构建化工园区安全生产长效机制的关键要素[J].中国安全科学学报.2008(02)
[2]谢岩黎,朱晓路,王芬.常用微胶囊壁材的分子结构及流变学特性的研究[J].现代食品科技,2015,05:.
[3]李淑珍.“V的”的语义指称及其制约因素[D].苏州大学,汉语言文字学,2003,硕士.
[4]王亚东,丁明跃,彭嘉雄.一种基于摄像机模型的畸变图象校正方法[J].自动化学报,1997,05:143-146.
[5]胡海峰.输尿管支架材料降解性能和药物释放性能的研究[D].华中科技大学,材料学,2013,硕士.
[6]杨辉华,王行愚,王勇,高海华.正则化最小二乘分类的AlignLoo模型选择方法[J].控制与决策,2006,01:7-12.
[7]余苗.苎麻脱胶共生菌群RAMCD407中优势菌的研究[D].武汉纺织大学,环境工程,2013,硕士.
[8]刘标.基于无线局域网的多信道快速接入算法研究[D].西安电子科技大学,通信与信息系统,2012,硕士.
[9]张生燕.中国政党制度法律化研究[D].西北师范大学,政治学理论,2014,硕士.
[10]薛蓉蓉.《水浒传》粗俗语英译的杂合研究[D].山西师范大学,外国语言学与应用语言学,2013,硕士.
[11]程金星,朱立华,杨长春,陈俊.基于小波变换的三维地震资料拼接方法[J].石油地球物理勘探,2004,04:406-408+500-365.
[12]胡锋军,陈庆伟.我国冶金产品出口反倾销分析[J].河南冶金.2002(05)
[13]姜华.纯铜箔微弯曲数值模拟与实验研究[D].山东大学,材料加工工程,2013,硕士.
[14]朱允卫,汤加红,杨国庆.以农为本的“三农”复杂关系与“三农”一体化改革思路——以浙江省湖州市为例[J].湖州师范学院学报,2014,09:1-7.
[15]郑家宜.城市应急文化建设研究[D].广西师范大学,行政管理,2013,硕士.
[16]赵嘉敏.人民币兑其他四种主要货币汇率的多标度交叉相关性研究[J].科技和产业,2014,05:151-155.
[17]陈德葵.用于液晶导光板辊筒型模具加工的超精密机床设计[D].哈尔滨工业大学,机械电子工程,2013,硕士.
[18]秦建华.改进现行个人所得税制度研究[D].苏州大学,公共管理（专业学位）,2012,硕士.
[19]李佩珈.风险投资的决策与交易研究[D].首都经济贸易大学,数量经济,2004,硕士.
[20]张新星.基于Android手机的智能插座设计[D].浙江大学,2014.
[21]陶小宇.桑细胞培养物的化学成分与植物悬浮细胞对芳香酚类化合物的生物转化研究[D].北京中医药大学,微生物与生化药学,2013,硕士.
[22]王洪斌,刘福才,方一鸣.高速计数器在电机同步监测中的应用[J].冶金自动化,2002,01:66-68.
[23]陈小勇,宋永昌.青冈种群克隆多样性及其与环境因子的关系[J].植物生态学报,1997,04:47-53.
[24]朴香娜.城镇化进程中的中国户籍制度改革[D].吉林大学,法律（专业学位）,2014,硕士.
[25]周芸芸.脱口秀节目中面子威胁行为的顺应策略研究[D].南昌航空大学,外国语言学与应用语言学,2012,硕士.
[26]崔银实.射频导管消融心肌梗死后浦肯野纤维参与室性心动过速[D].辽宁医学院,内科学,2012,硕士.
[27]孔微巍,魏媛媛.商业银行个人金融服务的国际比较[J].学术交流,2005,01:110-113.
[28]梁晶.论名人代言虚假广告的侵权责任[D].黑龙江大学,法律,2013,硕士.
[29]刘正江.船舶避碰过程中的人的可靠性分析[D].大连海事大学,2004.
[30]邢玲.基于VLC的压缩域视频水印算法研究[D].西北大学,信号与信息处理,2013,硕士.
[31]邢颖.高职院校“学评教”测验的效度研究[D].宁波大学,教育管理（专业学位）,2014,硕士.
[32]陈伟钟.零偏移距VSP正演模型计算[J].石油地球物理勘探,1988,03:346-349.
[33]谭贵龙.论职务侵占罪、贪污罪、盗窃罪之界定[D].西南政法大学,法律（专业学位）,2012,硕士.
[34]孙晨曦,赵钢,李军.江苏国税:数据信息应用增值[J].中国税务,2004,02:43.
[35]郭晖.中邮速递物流公司快递业务发展战略研究[D].北京交通大学,2013.
[36]刘承军.首钢矿业公司ERP系统上线运行[J].冶金自动化,2007,05:68-69.
[37]曹文亮.基于符号有向图的热力系统故障诊断方法研究[D].华北电力大学（河北）,2006.
[38]张博.北京市石景山区大气环境中氯种态研究[D].成都理工大学,分析化学,2013,硕士.
[39]谢占安,周锦明.提高隐蔽油气藏勘探能力的新思路[J].石油地球物理勘探,2005,05:137-144+21-22.
[40]彭智.干湿循环与荷载耦合作用下氯离子侵蚀混凝土模型研究[D].浙江大学,2010.
[41]梁远升,王钢,李海锋.双端不同步线路参数自适应时频域故障测距算法[J].电力系统自动化,2009,04:62-66.
[42]田忠诚.锰矿泥浮选[J].中国锰业.1984(02)
[43]曹帅.电容层析成像系统图像重建算法的研究[D].哈尔滨理工大学,计算机应用技术,2012,硕士.
[44]陈祥芹.振动信号多元统计分析特征提取及传动系统关键部件故障诊断应用[D].苏州大学,车辆工程,2014,硕士.
[45]王恩平.单变量系统“内模原理”的频域方法[J].自动化学报,1980,04:311-316.
[46]程楠.国际商事仲裁临时措施相关问题研究[D].云南财经大学,法律（专业学位）,2014,硕士.
[47]刘浩.基于开缝钝体的稳燃与减排研究[D].华中科技大学,动力工程,2013,硕士.
[48]陈凯英.存活素基因表达与子宫内膜癌生物学行为关系的探讨[D].浙江大学,妇产科学,2004,硕士.
[49]沈碧云.小型高速可编程多路数据采集存储系统的研究[D].南京理工大学,仪器仪表工程,2013,硕士.
[50]张浩.物联网环境下智能交通系统模型设计及架构研究[D].北京交通大学,2011.