流变成形对Al-Si-Fe-V合金组织和性能的影响研究

作     者：王朝闻 

作者单位：武汉工程大学 

学位级别：硕士

导师姓名：林冲

授予年度：2019年

学科分类：08[工学] 080502[工学-材料学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 

主      题：V A380合金 超声振动 搅拌 挤压铸造 

摘      要：A380铝合金具有导热性好、便于机械加工、成形性好等特点。该合金含一定量的Fe元素,这些Fe元素会在合金中形成长针状富铁相,从而产生应力集中,会降低合金的力学性能。为了降低Fe对铝合金的有害影响,本文研究了V元素对富铁相的形貌影响,还研究了超声振动、搅拌、挤压成形对A380铝合金富铁相和合金力学性能的影响。研究结果表明,加入V元素后,A380铝合金的微观组织得到了一定程度的细化,长针状β-Fe相长度有所减小,这是由于加入V元素后,合金中生成了一种不规则块状Al Si VFe相,消耗了合金中的一部分Fe元素。在铸态和T6态条件下,合金的力学性能都呈先上升后下降的趋势,当V:Fe为1:1时,合金的力学性能达到最大,铸态时抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为为225MPa、207MPa和1.45%,比未加入V时分别提高了14.22%、18.97%和11.54%,T6态时抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为244MPa、226MPa和1.60%,比未加入V时分别提高了8.93%、18.33%和30.08%。在对含0.7%V的A380合金熔体单独施加超声振动后,超声振动的空化效应和声流效应使合金组织得到了明显细化,β-Fe相的平均长度由35μm减小到26μm,共晶Si的平均长度由27μm减小到20μm,合金的抗拉强度和伸长率比不施加超声的合金分别提高了4.00%和77.59%。在对含0.7%V的A380合金熔体单独施加搅拌后,β-Fe相的平均长度由35μm减小到26μm,共晶Si的平均长度由27μm减小到25μm,合金的抗拉强度和伸长率比不施加搅拌分别提高了1.33%和58.62%。在对含0.7%的A380合金施加超声/搅拌联合作用后,β-Fe相的平均长度由35μm减小到20μm,共晶Si的平均长度由27μm减小到18μm,合金的抗拉强度和伸长率比不施加联合作用的合金分别提高了8.00%和165.52%。在对A380合金熔体施加超声/搅拌联合作用后进行挤压成形,随着挤压压力的增加,合金组织细化变得愈加明显,在铸态条件下,当挤压压力为400MPa时,β相的平均长度为5μm,共晶Si的平均长度为4μm,抗拉强度和伸长率也达到最大值,分别为279MPa和5.87%,在T6态下,当挤压压力为400MPa时,抗拉强度和伸长率也达到最大值,分别为295MPa和8.16%。