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稀土与mn改善富fe相析出形态的工艺试验【字数:12830】

2022-12-17 18:26编辑: www.jxszl.com景先生毕设
摘 要铁铝合金中易产生富铁相,这些多呈粗大的片状形态的析出相会影响铝基体的结晶行为,割裂基体,降低铁铝合金的力学性能。本设计使用稀土和锰进行改善铁铝合金中富铁相析出形态的工艺试验,选择稀土的加入量为0.3%以进行变质处理、Mn的加入量为0.5%、熔炼温度为800℃、选择加压冷却作为试样冷却方式,在光学显微镜下分析并观察金相组织,分组进行对比。粗大片状的富铁析出相得到改善,铁铝合金性能得到明显提高。
目 录
1.绪论 1
1.1引言 1
1.2铁铝合金存在的问题 2
1.3铁铝合金的研究现状 2
1.4废铝再生 3
1.4.1预处理 3
1.4.2熔炼 4
1.4.3成分调整 4
1.4.4精炼处理 4
1.4.5变质处理 4
1.5本课题研究内容及意义 4
1.5.1课题研究的意义 4
1.5.2稀土变质处理条件下Mn改善铝铁合金富铁相形态的机理介绍 5
1.5.3课题研究的内容 5
2.实验部分 6
2.1实验目的与意义 6
2.1.1实验原理 6
2.1.2实验意义 6
2.2实验流程 6
2.2.1注意事项 7
2.2.2预处理 8
2.2.3熔炼 8
2.2.4精炼 9
2.2.5变质改性 9
2.3试样数据检测 9
2.4实验原料及药品 9
2.5实验设备 10
2.6实验目标 10
3.结果与讨论 12
3.1稀土加入所占总量的不同质量分数对铝合金试样的影响 12
3.1.1稀土加入所占总量的不同质量分数对铝合金试样金相组织的影响 12
3.1.2稀土加入所占总量的不同质量分数对铝合金试样硬度的影响 13
3.1.3稀土加入所占总量的不同质量分数对铝合金试样成分含量的影响 13
3.1.4稀土加入所占总量的不同质量分数对铝合金试样抗压强度的影响 14
3.1 *景先生毕设|www.jxszl.com +Q: #351916072
.5小结 15
3.2Mn加入量的不同对铝合金试样的影响 15
3.2.1Mn加入量的不同对铝合金试样金相组织的影响 15
3.2.2Mn加入量的不同对铝合金试样硬度的影响 16
3.2.3Mn加入量的不同对铝合金试样成分含量的影响 16
3.2.4Mn加入量的不同对铝合金试样抗压强度的影响 17
3.2.5小结 17
3.3药品加入时熔炼温度对铝合金试样的影响 17
3.3.1不同的熔炼温度对铝合金试样金相组织的影响 17
3.3.2不同的熔炼温度对铝合金试样硬度的影响 19
3.3.3不同的熔炼温度对铝合金试样成分含量的影响 20
3.3.4不同的熔炼温度对铝合金试样抗压强度的影响 20
3.3.5小结 21
3.4冷却方式的不同对铝合金试样的影响 22
3.4.1冷却方式的不同对铝合金试样金相组织的影响 22
3.4.2冷却方式的不同对铝合金试样硬度的影响 23
3.4.3冷却方式的不同对铝合金试样成分含量的影响 23
3.4.4冷却方式的不同对铝合金试样抗压强度的影响 24
3.4.5小结 24
4.结论 25
参考文献 26
致谢 27
1.绪论
1.1引言
如今铝合金被广泛应用于各个领域,因为这种材料质量轻并且延展性好。而在此基础上,具有耐热耐磨性、高硬度、抗腐蚀等优良力学性能的铁铝合金, 则有着更加良好的发展前景。因为目前来说,铁和铝这两种金属资源较为丰富,是工业中普遍使用的原材料,价格也较低。对铁铝合金这一合金系的研究可以追溯到20世纪70年代, 但因为常规熔铸条件获得的铁铝合金中的Al3Fe相粗大,会割裂基体,导致其力学性能降低,所以至今尚未得以应用于现实生活生产尤其是工业的生产实践中。即便如此,铁铝合金仍可以取代部分常规的材料。 其优秀的力学性能、铁和铝原料成本低等特点使其在保证质量的前提下,成本大幅下降,有着很大的发展潜力。
为了提高合金的硬度和耐磨耐热等性能,铁铝合金的研究必须侧重于增大铁元素的含量,因为这些优秀的性能都是铁元素的存在赋予的。但是铁在铝中的固溶度很低,所以对铁铝合金的研究某种意义上来说是比较矛盾而艰难的。并且一旦超过了固溶极限,铁元素便会与其它的合金元素如铝元素化合形成质脆的片状或针状相。这些析出相将会严重地割裂基体,导致合金的各项力学性能严重降低。已有的研究成果表明,在一定的范围内,铝合金中的Fe元素含量上升时,其极限强度和伸长率都会有大幅的下降,其冲击强度也会受到一定的负面影响。凝固时金属液在补缩通道的流动也会被早期形成的粗大的针状铁相阻碍,引起铸造缺陷的产生。综上所述,铁元素被视为有害元素是有一定的依据的。如何在保证铝合金有较高铁元素提供优良力学性能的同时保证合金质量便成了一个意义重大但棘手的问题。随着科学研究的发展,目前对于铁铝合金的研究已取得了一定的进展,部分实例应用中也有了铁铝合金的身影。但是与所达到的效果相比,复杂的工艺流程和昂贵的设备使得其在工业应用上仍有很大的限制,难以达到大规模生产的目的。因此,深入研究提高工业铁铝合金综合性能的简化工艺,使之在普通的熔铸条件下能够实现规模化的生产任重而道远,但是仍有必要继续进行,直到能够使铁铝合金成为一种具有优良的力学等性能并能满足实际生产应用的材料。

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