4032铝合金钠盐变质工艺研究[1]
复合变质处理对4032铝合金组织和性能的影响
复合变质处理对4032铝合金组织和性能的影响冉红卫【摘要】4032 aluminum alloy is a kind of Al-Si system alloy used widely for aeronautics and astronautics and automobile manufac-ture fields. Massive primary silicon and needlelike eutectic silicon occurred in microstructure of unmodified 4032 aluminum alloy, thus leading to low mechanical property, especially plasticity. Modification of melt during melting and casting is the effective method to solve the problem of primary silicon. Effect of various compound modifiers on microstructure of 4032 aluminum alloy in actual production, thus obtaining stable process and products.%4032铝合金是一种广泛应用于航空、航天及汽车制造等领域的Al-Si系合金.在未经变质处理的4032铝合金组织中,常常出现大块的初晶硅和针状的共晶硅,导致产品的力学性能较低,尤其是塑性.熔铸过程中对熔体进行变质处理是解决4032出现初晶硅的有效方法.本文主要研究不同复合变质剂在实际生产中对4032铝合金组织性能的影响,从而获得稳定的工艺和产品.【期刊名称】《铝加工》【年(卷),期】2018(000)003【总页数】5页(P29-33)【关键词】4032铝合金;变质处理;初晶硅;力学性能【作者】冉红卫【作者单位】西南铝业(集团)有限责任公司,重庆401326【正文语种】中文【中图分类】TG46.21;TG2921 4032铝合金技术要求4032合金是SXDMTU20系列高性能活塞裙的原材料，对其性能要求十分严格，要求其挤压棒材力学性能标准为纵向抗拉强度≥315MPa，延伸率≥3%；横向抗拉强度≥315MPa，延伸率≥1.5%。
4032合金棒材生产工艺研究
晶硅呈粒 状分 布 ，【 晶间 距小 。铸 锭 中心 部 位共 晶 ｏ枝 硅 相对 于铸 锭 边部 和 １ ２半径 处 较大 ， 晶硅 在 枝 晶 ／ 共 的周边分 布 ， 晶硅 尺 寸 由边 部 到 中心 逐 渐 增 大 ， 共 粗 大 枝 晶 网 的 中 部 属 于 ． Ｌ 会 降 低 材 料 的最 终 强 Ａ ，
熔炼 ： 用 中频 炉 或 电炉 熔 炼 ， 炼 温 度定 在 高 采 熔
于 液 相 线 ５ — １ ０ ， ７ ０一 一 ５ ℃ ， 料 前 必 须 认 ０ ０℃ 即 ０ ７０ 投
织 的不均 匀 性 ， 善 铸 锭 的加 工 性 能 ， 获 得 良好 的 改 并
最终 力学 性 能 ， 对 铸 锭 进 行 均 匀 化 处 理 ， 匀 化 温 要 均
蒸汽 机车 。 内燃 机 车活 塞在 工 作 中承 受 高温 、 高压 和
高速 往 复运动 的摩擦 ， 因此 要求 活 塞 具有 较 好 的耐 磨
１ ４３ ０ ２合 金 棒 材 的 技术 要 求
１ １ 合 金 化 学 成 分 ．
性、 抗磨蚀 性 ， 热 系 数 和 热 膨 胀 系 数 小 ， 劳 性 能 导 疲
中 图分 类 号 ： Ｇ ６ ， Ｇ ７ Ｔ １６ Ｔ ３６ 文 献 标 识 码 ： Ａ 文章 编 号 ：６ １ ６ ９ （ ０ ２ ０ ０ ２ ０ １ ７ — ７ ５ ２ １ ） ５— ０ ８— ３
随着 我 国铁 路运 输 业 的发 展 ， 内燃 机 车 已替 代 了
求 ， 们对 ４ ３ 我 ０ ２合 金挤压 棒材 工艺进 行研 究 。
第 ５期
有 色 金 属 加 工
２ ９
４３ ０ ２合金 进 行变 质处 理 。
２ １ 熔 铸 工 艺 研 究 ．
铝合金的变质剂的变质效果和特点
本文来自:博研联盟论坛其加入量为炉料总重量的0.05-0.1%，处理温度为740℃左右。其优点是变质后合的性能与钠变质的相当，合金重熔后其变质效果基本不变。缺点是变质效果也受合金的冷却速度的影响，且变质效果不够稳定。
本文来自:博研联盟论坛11）用K2ZrF6变质法本文来自:博研联盟论坛
本文来自:博研联盟论坛本文来自:博研联盟论坛9）铝钡中间合金变质法本文来自:博研联盟论坛
这是利用1-4%Ba-Al中间合金或钡盐来对铝合金液进行变质处理的方法。其优点是变质过程中无吸气倾向，合金经变质处理强度高，不腐蚀坩埚，也不污染环境。缺点是变质效果不如钠，变质效果受冷却速度的影响大，变质后合金的延伸率提高不多。
3）铝锑中间合金变质法
这种方法也是用的较多的一种长效变质方法。加入量为炉料总重量的0.2-0.3%的Sb，可获得长效变质效果，即使到铝合金重熔，此变质效果仍起作用。其变质效果与合金的冷却速度有关，冷却速度快（如在金属型中铸造），变质效果好；冷却速度慢（如在石膏型、砂型中铸造），则变质效果差。但应注意，已经过钠盐或锶盐或铝锶中合金变质过的铝合金不能再加Sb来变质，因为这样会形成Na3Sb化合物而使合金的晶粒粗大、性能变坏，从而反使钠、锶的变质效果降低。
其缺点是：TiB2和TiAl3一样，密度也比铝合金大，如保温时间过长，也会自沉降，凝聚成夹杂物。
7）铝钛硼丝细化法
这是一种最先进的细化晶粒的现代科技方法。其优点是：①细化效果好，细化剂实际利用率高，使用量大大节省；②由于细化剂均匀地进入所有待细化的铝合金液，故细化后的组织均匀，无粗细晶粒交错的混晶区，从而大大提高了合金的强度和延伸率，减少了裂纹等废品；③避免了上述TiAl3和TiB2的沉降，凝集所引起的夹杂和熔炉的结瘤，减少了清炉和洗炉的工作量；④很适合长时间大批量的连续铸造；⑤实现了细化处理自动化无人化，省人省事；⑥使细化处理和合金液凝固时间大为缩短，提高了生产效率；⑦因无TiAl3和TiB2等夹杂物的沉降、凝集，使产品在阳极氧化处理后的表面质量好，特别是箔材、印刷板、激光全息膜、饮料罐和食品罐等薄或超薄铝材的最理想的细化剂。很适用作变形铝合金的晶粒细化处理。
4032铝合金变质技术研究的开题报告
4032铝合金变质技术研究的开题报告一、选题背景与意义随着科技的不断发展，现代工业中使用的材料质量要求越来越高，对于一些需要高强度，高耐蚀性的材料需求也越来越大。
而铝合金作为广泛应用于各个领域的材料，其优点就是强度高，重量轻，抗腐蚀性好，可加工性强等。
因此，其在航空、汽车、船舶等领域的应用越来越广泛。
然而，普通铝合金的强度和抗腐蚀性还是有限的，因此需要对其进行变质处理，使其性能更加优良。
目前，常用的变质处理方法有热处理、时效处理等，但这些方法存在着一些问题，如工艺复杂、生产成本高等。
因此，探索更加有效的变质处理方法，对于提高铝合金的性能，减少生产成本具有非常重要的意义。
二、选题内容本次研究的选题为4032铝合金的变质技术研究。
其具体内容包括以下几点：1. 国内外4032铝合金的研究现状和发展趋势的调查和总结。
2. 选择适合4032铝合金变质的工艺方法，如激光表面合金化、电子束表面改性等。
3. 对所选工艺进行实验验证，测试其处理后的4032铝合金的力学性能、耐腐蚀性等指标的变化情况。
4. 分析影响变质效果的因素，如工艺参数、铝合金成分等，为优化工艺提供理论依据。
5. 对该变质技术在工业生产中的应用前景进行分析。
三、研究目标和意义通过研究4032铝合金的变质技术，可以达到以下几个目标和意义：1. 提高4032铝合金的强度和耐腐蚀性，使其能更好地适应现代工业的需要。
2. 优化变质处理工艺，减少生产成本，提高生产效率。
3. 推动国内铝合金研究领域的发展，提高我国材料科技水平。
4. 推广这一变质技术的应用，为铝合金行业的发展提供新的支持。
以上是本次选题的相关背景、内容、目标及意义，希望能对相关研究人员有所帮助。
变质处理
作业胡克1200701铝硅合金的变质处理共晶型高硅铝合金4032( (Si)=11．0％～13．5％)，具有密度小、热膨性好、耐磨性高等特点，该合金在国内外已广泛用于制造机车发动机活塞。
针对高硅铝合金的特殊性，在实际生产中采用Na盐对其进行变质处理以改善合金性能，能有效对共晶硅进行细化，较好的抑制针状共晶硅长大，阻碍五瓣星状初晶硅的各向异向生长，使其变成球形，改变其形貌与尺寸，可显著提高合金的力学性能，从而使此类材料具有更优良的性能。
过共晶铝硅合金具有密度小、热膨胀系数小、热稳定性好、强度高和耐磨性高等优点，并拥有优良的铸造性能，被用于制造汽车发动机活塞、缸盖以及汽车空调压缩机的缸体等零件。
未经过变质处理的过共晶铝硅合金微观组织是由块状的初晶硅和枝状的共晶硅组成的，机械强度很低、切削加工性差、表面光洁度低，而且对刀具的磨损大，工作效率也较低，因此，不经过变质处理很难直接使用。
1 铝合金变质处理铝合金的变质处理可分为3类：细化初晶α（Al）或初晶硅，改变和细化共晶硅的形状以及改变有害杂质相（如富铁相）的形态。
第1类变质处理———细化初晶细化初晶的元素有多种，常见是钛、硼、锆、稀土等，其细化机理较复杂，至今尚有争论。
细化初晶硅的机理已基本解决，磷是细化初晶硅的唯一选择。
一般认为，AlTi5B是（Al）的最佳细化剂，使用最广泛。
市场上供应的AlTi5B 形状、大小，制造方法等不同，中小厂家多使用廉价的合金锭；轧制成盘条状的，晶粒细，细化效果好，使用方便，但价格较高。
Al Ti的形状有板片（针）状，块（点）状的，其中块（点）状的有多个结晶面的晶格常数和α（Al）的相近，细化效果最好。
2. P的作用（1）初晶硅在过共晶铝硅合金凝固的过程中，首先析出的是初晶硅，初晶硅的大小对台金的性能起着至关重要的作用。
目前研究最多，且效果最为理想的变质方法就是针对初晶硅的，采用P元素作为主要变质元素，不同的只是P的加入方式。
铝合金变质处理的研究
（一）在做断口间施加1min工频电压试验时，应将氧化锌避雷 器等过电压吸收装置从系统中拆除。
（二）因不同型号真空泡的技术参数不一样，个别真空泡试验 不合格时，尽量采用同型号的管子更新。平常应注意保持真空开关 的清洁，及时清理绝缘子、绝缘拉杆等绝缘件上的尘土。
（三）因不同厂家不同型号的真空开关的特性参数不一样，甚 至同一批开关之间也有差别，所以检修时应以出厂时厂家提供的参 数作为检修标准。建议在订货时要求生产厂家将订购产品的有关特 性参数如真空开关的行程、超行程、真空度等印在真空开关的背面 或真空开关柜的门背面。
参考文献： [1]Dumitrescu C, Groza I, and Geage A. Contribution to the
Modification of Aluminium-Silicon Complex Alloys for Car Pistons[J].Metalergia,1978,54(8):473-478. [2]全燕鸣.过共晶型铝硅合金研究的进展[J].轻合金加工技术,1996(2):26-31. [3]张瑜,王宇鑫,廖文俊,王华钰,杨颖,严彪.稀土元素对过共晶铝硅合金的变
基于上述观点出发，本文采用不同种类变质剂对Al-16.4%Si合 金进行变质处理，考察了不同种类变质剂的对其组织形态及力学性 能的影响。
二、试样制备与试验方法
以纯铝、单质硅（质量分数99.9%以上）为原料制备母合金Al16.4%Si，分割成四块。用石墨干锅在CRL-D型电阻炉内于760℃熔化 保温，加C2Cl6精炼除气，扒渣后浇入金属模中得一组拉伸试样A； B、C、D组试样采用相同熔炼工艺，并分别加入变质剂稀土、三元盐 （15%KCl+40%NaCl+45%NaF）及稀土和三元盐的混合物。各组试样配 料和所加变质剂种类及百分比如表1。
4032铝合金热加工图及热变形机理研究
4032铝合金热加工图及热变形机理研究一、引言介绍热加工及4032铝合金的基本情况，提出研究的目的和意义。
二、4032铝合金的热加工技术1.热处理工艺2.热变形工艺3.热模拟实验方法三、4032铝合金热变形机理1.高温下的塑性变形2.动态再结晶机制3.热软化及断裂机制四、4032铝合金热加工图的建立1.材料参数的获取2.建立热加工图的方法及过程3.热加工图的应用实例分析五、4032铝合金热加工研究的展望简要介绍4032铝合金热加工的发展趋势，提出未来的研究方向和重点。
注：提纲仅为参考，具体内容根据实际情况进行调整。
第一章引言随着工业制造水平的不断提高，新型材料的开发和应用受到越来越广泛的关注。
4032铝合金作为新型材料之一，被广泛应用于航空、汽车、建筑、电子等多领域。
在材料加工中，热加工技术是一种重要的加工方法，其可以改善材料的结构性能、提高材料的加工性能和精度。
因此，探究4032铝合金的热加工技术及热变形机理，对于推动4032铝合金在实际应用中的发展具有重要意义。
本论文旨在通过对4032铝合金的热加工技术及热变形机理研究，加深对材料的理解，为其应用和开发提供理论依据和技术指导。
第二章 4032铝合金的热加工技术热加工技术是将材料在高温状态下进行塑性变形等加工工艺，其主要目的是提高材料的塑性变形能力、改善材料的微观结构和性能、提高材料的韧性和延展性、降低加工难度和提高加工精度。
在4032铝合金的热加工过程中，热处理、热变形和热模拟实验是关键要素，下面分别进行介绍。
1. 热处理工艺热处理是一种通过控制材料的加热、冷却过程来改变其结构和性能的加工工艺，其可以提高材料的强度、硬度和韧性等性能，从而适应不同的生产需求。
在4032铝合金制造过程中，采用的热处理工艺主要有时效处理、回火处理、退火处理等。
时效处理是将铝合金加热到合适的温度（通常为较低温度），在此温度下保温一段时间，使其获得最佳的热稳定性和机械性能。
4032铝合金抗拉强度随温度的变化曲线
4032铝合金是一种热处理铝合金，通常用于制造航空航天领域的零件，例如发动机活塞、飞机发动机罩和涡轮机叶轮等。
由于铝合金的抗拉强度在不同温度下会有所变化，因此了解4032铝合金抗拉强度随温度的变化曲线对于材料的选用和设计具有重要意义。
一、 4032铝合金抗拉强度及其影响因素4032铝合金是一种含硅铝合金，其抗拉强度受多种因素影响，主要包括温度、热处理工艺、晶粒尺寸和应力等。
其中，温度是影响4032铝合金抗拉强度的重要因素之一。
通常情况下，随着温度的升高，4032铝合金的抗拉强度会逐渐降低。
二、4032铝合金抗拉强度随温度的变化规律1. 低温范围（-196℃~0℃）：在低温下，4032铝合金的抗拉强度较高，因为低温会减小材料的晶界扩散速率，增加晶界的位错密度和位错的活动能量，从而增强材料的抗拉强度。
2. 常温范围（0℃~100℃）：在常温下，4032铝合金的抗拉强度较稳定，一般在300MPa左右。
此时，晶界的位错密度和位错的活动能量相对较低，对材料的抗拉强度影响较小。
3. 高温范围（100℃~300℃）：在高温下，4032铝合金的抗拉强度开始逐渐减小。
因为高温会增强晶间滑移和晶内扩散，降低材料的抗拉强度。
4. 超高温范围（>300℃）：在超高温下，4032铝合金的抗拉强度急剧下降，因为高温会造成材料的过早软化和氧化，从而大大降低材料的抗拉强度。
三、影响4032铝合金抗拉强度的其他因素除了温度以外，4032铝合金的抗拉强度还受到热处理工艺、晶粒尺寸和应力等因素的影响。
在进行材料设计和选用时，这些因素也需要进行综合考虑。
四、结论4032铝合金的抗拉强度随温度的变化曲线呈现出先升高后降低的趋势。
在实际应用中，需要根据具体工程要求，选择合适的温度范围以及相应的热处理工艺，以确保材料具有良好的抗拉强度和稳定的性能。
了解4032铝合金抗拉强度随温度的变化规律对于材料的应用和设计具有重要意义。
随着科学技术的不断发展，相信对于4032铝合金抗拉强度的研究将会更加深入，为相关领域的发展提供更为可靠的材料支撑。
4032合金精炼处理工艺试验研究
4032合金精炼处理工艺试验研究王强;曹永亮;田野;马月【摘要】本文针对4032合金在高温雨季铸造易出现气孔问题，对精炼工艺进行了研究。
试验结果表明：三转子在线除气精炼效果最佳，精炼器在静置炉流眼处一直精炼效果次之，常规精炼处理效果最差。
【期刊名称】《有色金属加工》【年(卷),期】2011(040)004【总页数】3页(P14-15,28)【关键词】4032合金；精炼处理；气孔【作者】王强;曹永亮;田野;马月【作者单位】东北轻合金有限责任公司，黑龙江哈尔滨150060;东北轻合金有限责任公司，黑龙江哈尔滨150060;东北轻合金有限责任公司，黑龙江哈尔滨150060;东北轻合金有限责任公司，黑龙江哈尔滨150060【正文语种】中文【中图分类】TG243.1铝及铝合金的化学性质比较活泼，在熔炼过程中易与水汽反应、氧化并吸氢。
氢在液态铝合金和固态铝合金中的饱和溶解度相差近17倍，因此即使合金液中含氢量很低，凝固过程中也会有一定量的氢析出，在铸锭中形成气孔和夹杂等缺陷，从而影响铝合金的力学性能。
因此，提高铝合金的熔体质量，净化合金液，是铝合金熔炼的关键问题之一 [1]。
4032合金属于铝硅合金，而在熔炼铝硅合金时必须采用变质处理，抑制初晶硅的生成、多边化共晶硅的粗大。
[2]我公司生产4032合金时采用三元钠盐通用变质剂变质处理，随之而来，由于钠盐极易吸潮，从而增加熔体中气体含量。
换句话说，在正常空气湿度条件下，4032合金在熔炼过程中比其他合金更容易出现气孔，在高温雨季条件下，要想生产出高质量4032合金铸锭相当困难。
本文针对高温雨季条件下生产4032合金的精炼处理工艺进行了试验。
1 试验方法1.1 试验材料本试验选用高硅4032合金为试验原料，其化学成分如表1。
表1 4032合金化学成分合金化学成分/%SiFeCuMgCrNiZn其他杂质单个合计Al403211.5～12.50.400.6～1.10.9～1.20.100.6～1.20.200.050.15余量1.2 工艺流程配料→煤气炉熔炼→液体料导入电炉→补料/冲淡→静置炉氩气精炼处理→三元钠盐通用变质剂变质处理→铸造→取试片做低倍检查。
4032变形铝合金熔铸生产工艺研究
4032变形铝合金熔铸生产工艺研究周霞【摘要】针对高硅4032铝合金熔铸工艺,采用不同的变质剂对熔体进行了变质试验,通过多次试验得出了合理的铸造工艺和铸锭均匀化退火工艺.选用2#或4#钠盐作为变质剂生产的棒材无初晶硅,共晶硅细小均匀,各项指标均满足客户需求.【期刊名称】《铝加工》【年(卷),期】2016(000)004【总页数】3页(P24-26)【关键词】4032合金;变质;初晶硅;共晶硅【作者】周霞【作者单位】西北铝加工厂,甘肃定西 748111【正文语种】中文【中图分类】TG292工业生产中，特别是运输行业中，为了减轻自重、减少能耗而采用铝合金代替钢铁，已越来越为人们所公认。
随着我国铁路运输业的发展，铝硅系合金在内燃机车活塞中得到广泛应用。
4032铝合金属于高硅合金，具有热膨胀系数低、抗咬合性和耐磨性能好、尺寸稳定、高温强度高等优点，广泛应用于内燃机车活塞裙锻件。
为了满足市场需求，西北铝加工厂开展了活塞裙锻件用4032合金棒材工艺研究。
该棒材生产的关键工艺为熔铸生产工艺。
4032合金在铸态下未经变质处理时，合金中共晶硅和初晶硅呈粗大的片状或针状，粗大的共晶硅和初晶硅硬而脆，明显降低了合金的力学性能，尤其是塑性。
生产中必须进行变质处理，以改变硅相形态，减小共晶硅和初晶硅的尺寸，从而提高合金性能。
4032合金含硅量高，内部组织中的初晶硅和不规则形状的共晶硅都会对材料的综合性能造成很大影响。
我厂通过选用大量不同的变质剂进行熔体处理试验，对采用半连续铸造方式生产的φ485mm铸锭挤压生产φ200mm棒材，选用不同的热处理制度处理后的4032合金，无初生硅，共晶硅细小均匀，完全满足用户需求，组织、性能和国际水平相当。
合金、状态及规格：4032合金；供货状态：R状态；规格：φ200m m。
棒材室温力学性能要求见表1。
低倍、高倍组织要求：棒材的低倍试片上，不允许有偏析聚集、非金属夹渣、裂纹、缩尾等缺陷；棒材的成层深度不得超过0.7mm；棒材高倍组织允许有少量初晶硅存在，但分布应均匀，不得成簇分布，初晶硅最大尺寸不大于0.08mm。
4032变形铝合金热处理制度研究
4032变形铝合金热处理制度研究李维忠【摘要】通过对4032高硅变形铝合金热处理制度的研究，获得了4032铝合金最佳热处理工艺，使棒材性能和低倍组织满足相应的标准需求。
%The paper presented optimal heat treatment parameters of 4032 al oy based on the study of heat treatment of wrought aluminum-silicon al oy 4032,enabling properties and macrostructure of bar products to meet the requirements of corresponding standard.【期刊名称】《有色金属加工》【年(卷),期】2016(045)004【总页数】3页(P43-45)【关键词】4032合金;淬火;时效【作者】李维忠【作者单位】西北铝加工厂，甘肃定西748111【正文语种】中文【中图分类】TG166.34032铝合金属于高硅铝合金，主要应用于内燃机车活塞。
为了满足市场需求，西北铝加工厂开展了活塞裙锻件用4032合金棒材热处理制度工艺研究。
Al-Si系合金，多数属于不可热处理强化的合金，虽然硅在铝中的溶解度变化较大，但硅在铝中的扩散速率极大，淬火过程中即从固溶体中直接析出Si质点，不经过G.P区阶段，所以单纯Al-Si合金不可热处理强化。
可热处理强化的Al-Si系合金，均在合金中加入了Mg、Cu元素，形成强化相S(CuMgAl2)、Mg2Si及CuAl2，淬火后既可自然时效，也可人工时效。
合金中只加入Mg时，由于强化相Mg2Si在室温下析出缓慢，自然时效效果不够大，必须经147～177℃人工时效2～12h后，才有高的强化效果。
当合金中含Cu量较高时，自然时效才可有效提高合金的强度。
根据Al-Si系合金热处理的特性，我厂在试验室盐浴炉和生产用空气炉中进行了热处理制度试验，得到了各项指标均满足客户需求的棒材。
不同变质剂和合金成分对4032铝合金变质效果影响
不同变质剂和合金成分对4032铝合金变质效果影响杨瑞青;刘科研;石钰【摘要】介绍了Na变质和Sr变质以及合金成分对4032铝合金性能的影响,Na 变质后生产的铸锭组织更均匀,性能也优于Sr变质的,而且Na盐变质生产成本低,经济效益好.【期刊名称】《轻合金加工技术》【年(卷),期】2019(047)004【总页数】5页(P19-23)【关键词】变质剂;化学成分;4032铝合金;生产工艺【作者】杨瑞青;刘科研;石钰【作者单位】东北轻合金有限责任公司,黑龙江哈尔滨150060;东北轻合金有限责任公司,黑龙江哈尔滨150060;东北轻合金有限责任公司,黑龙江哈尔滨150060【正文语种】中文【中图分类】TG2924032铝合金是高硅变形铝合金，具有良好的耐磨性、耐热性和铸造性能，广泛应用于制造发动机活塞及其他耐热零件。
合金中Si的存在形式直接影响合金的使用性能，而Si的存在形式受控于合金的化学成分和变质剂的变质能力。
东北轻合金有限责任公司作为国内最早生产4032铝合金的铝加工企业，几十年来一直采用钠盐变质，生产出了很多性能优异的合金材料。
近些年来伴随更多的企业开始生产4032铝合金，用户对4032铝合金的性能要求也不断提高。
为生产出更加优质的合金产品，满足用户需求，通过控制合金成分和寻求新型变质剂(Al-Sr中间合金)来改善4032铝合金的力学性能。
1 4032铝合金及变质剂的特点1.1 4032铝合金的化学成分及各合金元素作用4032铝合金的化学成分如表1所示，各个元素对合金的性能影响如下：1)Si和Mg的作用：Si含量控制在共晶含量范围内时，熔体流动性好，铸造性能好。
Si在合金中与基体形成α+Si共晶体，提高了合金强度和耐磨性，共晶体的尺寸越细小、均匀，对强度和耐磨性的贡献越大；Si和Mg能形成Mg2Si相，提高合金强度。
2)Cu的作用：Cu在合金中能形成CuAl2(θ相)、Al2CuMg(S相)，在固溶时效后弥散分布在Al基体中，提高合金室温和高温强度。
锻造活塞裙用4032d高硅铝合金棒材生产工艺研究
锻造活塞裙用4032d高硅铝合金棒材生产工艺研究阎维刚【摘要】针对4032d高硅铝合金生产中常出现初品硅聚集、共晶硅尺寸大、气孔夹杂严重、机械加工性能差、力学性能低等问题,在熔铸过程分别采用多种变质剂处理熔体试验,采用不同的精炼、净化处理试验方案;试验研究铸锭均匀化处理制度、挤压工艺和挤压棒材热处理工艺制度.得出锻造活塞裙用4032d高硅铝合金棒材合理的生产工艺:加质量分数为0.6%的复合钠盐变质处理熔体,变质处理前用N2、Cl2混合气体精炼,变质处理后用N2气精炼,采用隔热膜铸造法,生产出几乎无初晶硅、共晶硅细小、气孔夹杂少的铸锭;铸锭均匀化温度500℃～515℃,棒材挤压温度420℃,嗣溶处理温度510℃,时效制度165℃3h.【期刊名称】《轻合金加工技术》【年(卷),期】2010(038)008【总页数】6页(P35-40)【关键词】高硅铝合金;活塞;变质处理;初晶硅【作者】阎维刚【作者单位】中铝西北铝加工分公司,甘肃,陇西,748111【正文语种】中文【中图分类】TG146.21%TG292内燃机车活塞是传递能量的重要零件,在工作中承受高温、高压和高速往复运动摩擦,因此要求活塞具有较好的耐磨性、抗磨蚀性,导热系数和热膨胀系数小,耐疲劳性能好,使用寿命长,尺寸稳定和高温强度高。
共晶铝-硅合金具有以上特点,是理想的活塞材料。
但是未经变质处理的共晶铝-硅合金凝固后,存在块状初晶硅及粗针状共晶硅组织,力学性能很低,不能满足使用要求[1-2]。
为了适应铁路运输业发展的需要,近年来我公司对机车活塞裙锻件用高硅铝合金挤压棒材进行技术攻关,解决了高硅铝合金中初晶硅聚集和共晶硅尺寸大、气孔严重等问题,材料获得了较为满意的性能。
1 活塞裙锻件用高硅铝合金挤压棒材的技术要求及研制难点活塞裙锻件用挤压棒材的材质为 4032d铝合金。
化学成分见表 1。
表1 4032d铝合金化学成分(质量分数) %其他Si Fe Cu Mg Cr Zn Ti Ni 单个合计Al 11.0～12.5 0.40 0.8～1.3 1.0～1.3 0.03 0.20 0.20 0.7～1.3 0.05 0.15 余量Φ200 mm热挤压棒材T62状态力学性能应达到：Rm≥358N/mm2,Rp0.2≥290 N/mm2,A≥3.5%。
4032铝合金论文：4032铝合金涡旋盘锻件组织性能研究
4032铝合金论文：4032铝合金涡旋盘锻件组织性能研究【中文摘要】随着汽车工业的飞速发展，能源短缺与环境污染已成为汽车工业所面临的主要难题。
轻量化已成为汽车行业节能减排的重要目标和手段，铝硅合金做为轻质材料以其优良的性能被广泛用于汽车制造业中，其精密锻造工艺在过去的十几年中得到了广泛而深入的研究，近年来，随着汽车工业对零部件使用性能要求的不断提高，铝硅合金的锻件组织性能控制研究越来越受到人们的关注。
涡旋盘是汽车空调压缩机的核心零件，在使用中要求有良好的静态强度以及耐磨性和塑韧性等，其主要的制造材料是4032铝合金，该合金属于铝硅系合金，其中Si含量在12%左右，以共晶Si形式存在，具有密度小、热膨胀系数小、耐磨性好、热传导性好等优点。
本文首先研究了4032铝合金的原始材料，及其不同热处理工艺下的显微组织变化规律，结果表明，4032铝合金在520℃下固溶3.5h，其强化相颗粒能够基本溶入基底，且Si形貌不会发生明显变化而对材料产生不利影响，在150~165℃时效8~10h，强化相又会再次析出并且不会发生回溶或者Si颗粒粗化长大。
为了制定涡旋盘最佳的热处理工艺，本文进行了4032铝合金的挤压实验，选择了与涡旋盘挤压实验相同的挤压比。
研究了不同时效制度对挤压棒材力学性能的影响，包括拉伸性能、冲击韧性、硬度、耐磨性等的测试，结合涡旋盘实际使用时所需要的性能，发现在165℃时效8~10h，挤压棒材具有比较好的综合机械性能。
本文还对涡旋盘锻件的成形质量进行了研究，分析了实际生产中，涡旋盘存在的涡旋齿高度不一致，表面凹凸不平，流线不顺、露头等缺陷产生的原因，并提出了解决措施。
通过对涡旋盘锻件进行热处理，发现在520℃下固溶3.5h，165℃时效8h的热处理工艺下，涡旋齿显微组织热处理效果较明显。
通过对涡旋盘进行性能测试，证明其能够很好满足使用要求。
【英文摘要】Recently, with the rapidly development of auto industry, people pay moreattention to lighting vehicle, and high silicon aluminum alloy are widely used in automanufacturers because of its excellent mechanical properties. The forging technologyof high silicon aluminum has been researched widely by people, now people beganto research about the microstructures and mechanical properties of forgings.The material of this article researching about is 4032 aluminum alloy which isthe material of scroll in auto air conditioning, this material has good performances instrength, wear and so on. Firstly, this article researched the microstructure evolutionof 4032 alloy by heat treatment. This alloy contains Si 12% which showed granularmorphology, and some secondary phase Mg2Si, Al2Cu which enhance the alloy.Under 520℃solution and keep 3.5 hours, the secondary phases could totallydissolved into Al base and the Si particles wouldn’t grow up. Under 150℃~165℃aging for 8~10 hours, the secondaryphases could separate out again and the Siwouldn’t change its morphology.For further define the method of heat treatment to 4032 aluminum alloy, thisarticle made mechanical properties test to the bar of 4032 aluminum allov whichwere heated. The mechanical properties test included: strength, toughness, hardness,wear. Through testing, according the actual work needs of scroll, we founded thealloy has better mechanical properties under 165℃aging 8 hours.Through researching the molding quality of 4032 aluminum allov scroll, wefound that: the height of scroll would be different if the counterpressure wasn’tenough; and the streamline of scroll bended because of the deformation. Addressthese issues above, we analysis the reason and proposed improvements. Then weheated the scroll by 520℃solution 3.5 hours and 165℃aging 8 hours, throughobserving microstructure ,we found the effect of heat treatment is obvious. But wealso found as-cast microstructure in scroll, and part of microstructure had directions.Then we test mechanical properties of scroll, its mechanical properties meet therequirements of scroll, and are nearly to the 4032 aluminum allov bar, so we couldimprove the heat treatment.【关键词】4032铝合金涡旋盘固溶时效性能【英文关键词】4032 aluminum allov Scroll Heat treatment Mechanical property【目录】4032铝合金涡旋盘锻件组织性能研究摘要4-5ABSTRACT5第1章绪论9-20 1.1 引言9 1.2 铝硅合金的发展及应用现状9-11 1.3 铝合金热处理国内外研究现状11-13 1.4 涡旋盘成形工艺国内外研究现状13-15 1.5 锻件缺陷及组织性能研究概况15-18 1.5.1 铝合金锻造过程中常见的缺陷及分析15-17 1.5.2 有限元模拟在锻造缺陷分析中的应用17-18 1.5.3 锻件组织性能研究概况18 1.6 本课题的研究目的和内容18-20第2章试验材料及研究方法20-28 2.1 试验材料20-25 2.1.1 荧光成分分析20-21 2.1.2 X 射线衍射分析21-22 2.1.3 4032 铝合金原始材料组织分析22-25 2.2 挤压工艺25 2.3 热处理实验25-26 2.4 性能测试实验26-28第3章固溶时效对4032 铝合金显微组织的影响28-40 3.1 引言28 3.2 固溶处理制度对4032 铝合金显微组织的影响28-34 3.2.1 固溶处理方案28-29 3.2.2 固溶温度对4032 铝合金显微组织的影响29-32 3.2.3 固溶时间对4032 铝合金显微组织的影响32-34 3.3 时效处理制度对4032 铝合金显微组织的影响34-39 3.3.1 时效处理方案34-35 3.3.2 时效温度对4032 铝合金显微组织的影响35-36 3.3.3 时效时间对4032 铝合金显微组织的影响36-39 3.4 本章小结39-40第4章 4032 铝合金挤压工艺及性能分析40-54 4.1 引言40 4.2 4032 铝合金挤压工艺40-42 4.3 4032 铝合金挤压棒材性能测试42-50 4.3.1 时效温度对4032 铝合金挤压棒材性能的影响42-46 4.3.2 时效时间对4032 铝合金挤压棒材性能的影响46-50 4.4 4032 铝合金棒材耐磨性研究50-52 4.5 本章小结52-54第5章 4032 铝合金涡旋盘锻件质量分析54-71 5.1 引言54 5.2 涡旋盘尺寸精度分析54-58 5.2.1 涡旋盘壁厚尺寸精度分析55-56 5.2.2 涡旋齿高度的尺寸精度分析56-58 5.2.3 涡旋盘端面平整度分析58 5.3 涡旋盘形状精度分析58-61 5.3.1 充填不满缺陷59-60 5.3.2 表面缺陷分析60 5.3.3 其他缺陷分析60-61 5.4 涡旋盘流线分析61-66 5.4.1 涡旋盘成形过程流线模拟61-64 5.4.2 涡旋盘实际流线分析64-65 5.4.3 涡旋盘实际流线与模拟流线的对比65-66 5.5 涡旋盘组织性能分析66-70 5.5.1 涡旋盘组织分析66-68 5.5.2 涡旋盘性能分析68-70 5.6 本章小节70-71结论71-73参考文献73-78致谢78。
热处理对铝锂合金在NaCl水溶液中腐蚀行为的影响
热处理对铝锂合金在NaCl水溶液中腐蚀行为的影响
刘海平;王永刚;袁冠森
【期刊名称】《金属热处理》
【年(卷),期】1994()8
【摘要】对铝锂合金在热轧、固溶淬火后自然时效和不同时间人工时效后测定了在3．5％（wt）NaCl水溶液中的平均腐蚀速率，观察了腐蚀形态。
结果表明，合金的平均腐蚀速率较大，在含Cl-介质中易发生局部腐蚀。
透射电镜观察结果表明，延长时效时间，合金晶粒中T1相增多，δ＇相减少，晶界富铜相增多，无沉淀带加宽，因而加剧了点蚀和沿晶腐蚀。
【总页数】5页(P18-22)
【关键词】铝锂合金;点蚀;沿晶腐蚀;热处理
【作者】刘海平;王永刚;袁冠森
【作者单位】北京科技大学;太原工业大学;北京有色金属研究总院
【正文语种】中文
【中图分类】TG146.2
【相关文献】
1.几种高温合金在超临界NaCl水溶液中的腐蚀行为对比 [J], 黄寿强;申哲民;朱南文;单爱党;姜伟立;周海云
2.铝锂合金在
3.5％NaCl中腐蚀行为的电化学研究 [J], 刘海平;严宇民;袁冠森
3.2197铝锂合金在不同热处理状态下的晶间腐蚀及剥蚀行为 [J], 陈圆圆;郑子樵;
魏修宇;潘峥嵘;李世晨
4.Mg-Al和Mg-Li镁合金板在NaCl水溶液中的腐蚀行为 [J], 孟天宇;张涛;李月;刘悦;朱晶;王忠军
5.热处理对Zr-4合金在360℃ LiOH水溶液中腐蚀行为的影响 [J], 姚美意;周邦新;李强;刘文庆;虞伟均;褚于良
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
收稿日期: 2008- 10- 15 第一作者简介: 吕新宇( 1964- ) , 男, 黑龙江哈尔滨人 , 教授级高级工程师 。研究方向: 轻合金压力加工 。
2009, Vol. 37,
1
轻
合
金
加
工
技
术
LAFT
17
本试验结合生产实际, 针对 4032 铝合金在铸造 过程中易出现气孔等缺陷 , 研究 4032 铝合金钠盐变 质工 艺, 并对变 质处理后铸锭 的低倍组织、 断口形 貌、 显微组织、 力学性能等进行分析, 为合理制定钠 盐变质处理工艺提供理论和试验依据。
1
分别选取 w ( Na) = 0 008% ~ 0 025% 和 w ( Na) = 0 053% 的低倍试片, 对低倍试片铣面后在碱液中 浸蚀 10 min~ 15 min, 清洗后组织见图 1。对比低倍 组织照片不难发 现: 图 1a 组织 特别清晰, 晶粒粒度
大, 晶粒虽粗大但均匀、 等轴 , 枝晶发达。由铸锭边 缘向内部晶粒渐大, 有不同的结晶区。图 1b 组织比 较模糊, 晶粒粒度小, 晶粒细小但不均匀, 枝晶不发 达。由铸锭边缘向内部晶粒变化无规律可寻。
40 个左右, 且分布集中。图 2b 为 Na 含量在 0 008% ~ 0 025% 之间 , 其气孔在 0 2 mm~ 0 5 mm 之间 , 数 量在 10~ 20 个左 右, 气孔和 亮点数 量少呈 分散分 布。
图 2 不同钠含量的试片断口形貌
从本次试验结果可以看出 : w ( Na) = 0 008% ~ 0 025% 时试片 断口上气孔和 亮点较少, 且尺寸小 , 显微 组织中共晶硅尺 寸较小, 分布较均匀 , 性能稳 定; 而 w ( Na) = 0 053% 的断口上气孔和亮点较多 , 尺寸较大 , 性能较低 , 显微组织中共晶硅尺寸粗细不 均, 且有片状现象。结果表明: 不同 Na 含量变质处 理对气孔产生有一定影响 , 由于加入过量的变质剂 , 熔体中 Na 含量过高, 黏性增加而妨碍熔体结晶末期 晶体间液相的流动 , 从而使气体来不及逸出熔体表 面而形成过多的气孔。在实际生产中产生气孔和亮 点的原因是多方面的 , 例如: 前面提到的变质剂的加 入量 , 铝合金在熔炼和铸造过程中与空气、 炉气的作 用, 精炼时间的长短 , 铸造过程中是否采用在线除气 等等 , 都是产生气孔和亮点的主要原因。 2. 2 变质对 4032 铝合金显微组织的影响 2. 2. 1 对初晶硅的影响 资料显示
[ 4] [ 2- 3]
。
我公司生产中多采用以复合钠盐对 Al Si 合金 进行变质处理。每炉的 变质剂加 入的质量 分数为 0 4% ~ 0 8% 左右 , 变质温度 740 ~ 770 , 此法变 质效果良好。但是 , 如果变质 剂加入过多 , Na 含量 过高 , 会出现过变质现象, 金属液的黏度增加, 阻滞 了气泡和夹杂的上浮 , 不能及时排出的气泡容易形 成针孔和微小气孔等缺陷 , 降低合金的机械加工性 能。
规格 mm 482 铸造速度 ( mm∃min- 1 ) 25~ 30 铸造温度 740~ 765 水压 MPa 0. 05~ 0. 10
2 试验结果与分析
2. 1 铸锭宏观分析 2. 1. 1 铸锭表面分析 对规格为 482 mm 的不同 Na 含量铸锭毛料车 皮后, 发现个别毛料外表面存在非金属夹渣物。对 存在 夹渣 缺陷部 位取样 分析 , 夹渣 物中 w ( Na) = 0 051% , 产生夹渣的主要原因是过变质造成的。所 以, 在生产 4032 铝合金时要严格控制每炉变质剂的 加入量, 是减少夹渣缺陷产生的有效手段之一。 2. 1. 2 铸锭低倍组织分析 低倍试片选取 4032 铝合金中的 Na 含量不同的 ( 表 3) 试样。
注 : 铸造时要铺底 , 但结束时不回火 。
表 3 4032 铝合金中的 Na 含量
试样号 w ( Na) % 1 0. 008 2 0. 013 3 0. 014 4 0. 018 5 0. 02 6 0. 02 7 0. 025 8 0. 053
18
LAFT
轻
合
金
加
工
技
术
2009, Vol. 37,
图 1 不同 Na 含量的 4032 合金铸锭横向低倍组织
2. 1. 3 铸锭断口分析 对不同 Na 含量试片断口检查, 从中发现有不同 程度的气孔和亮点存在, 如图 2 所示。图 2a 是 Na 含 量为 0 053% 的断口, 在断口可见到气孔和亮点数量 多而大 , 气孔直径在 0 5 mm~ 1 0 mm, 数量在 30~
[ 5]实 际生产 过程中
4032 铝合金变质不够彻底 , 在合金中存在部分初晶 硅, 初晶硅的线长度受到了较理想的抑制 , 为不规则 的多边形 , 尺寸较变质前大大减小, 此时硅相的末梢 开始钝化 , 接近非小平面生长的结晶形态 ; 未经变质 处理的 4032 铝合金初晶硅以粗大的游离板块存在 , 在相同的凝固速率 ( 冷却速率 ) 下 , 变质处理的硅相 间距要比未变质的小很多 , 即变质时抑制初晶硅长 大。合金的耐磨性与初晶硅数量、 尺寸、 分布有关 , 当初晶硅的数量越多, 且呈细小均匀分布时, 合金的 耐磨性越高。 2. 2. 2 对共晶硅的影响 ( 1) 变质和未变质对共晶硅的影响 4032 铝合金未变质和 变质后显微组 织见图 3。 变质处理后, 4032 铝合金中共晶硅由针片状变成短 杆状或纤维状 , 大大细化了共晶硅, 共晶硅二维生长 变得 不如未变质时 的发达, 尺寸减小, 弥散程度增 加, 同时其形态也发生较大变化 , 由针片状改变为纤
1. 2. 1 工艺流程 配料 ! 煤气炉内熔化 ! 电炉内调整成分 ! 静置 炉内精炼、 静置 ! 铸造 ! 机械加工。 1. 2. 2 配料 4032 铝合金中各元素含量满足下列要求 : w ( Si) ∀ 11 8% , w ( Fe ) < 0 30% , w ( Cu ) ∀ 0 9% , w ( Ni) ∀ 0 9% , 变质剂使用量第一炉按 0 8% ( 质量分数 , 下同) 计算加入, 第二炉按 0 7% 计算加 入, 以后每炉按 0 40% 计算加入。 1. 2. 3 熔炼 炉前如果 Si 含量在内标范围 内不补, w ( Si) # 12 5% 冲 淡 , w ( Cu) 和 w ( Ni ) 补 至 0 85% 以 上, w ( Fe) > 0 50% 时必须冲淡, 炉前不加 Al Ti, 取样勺涂 料, 熔炼温度 760 ~ 800 , 电炉内补 Al Si 后达到 熔炼温度 , 30 min 后方可出炉。 1. 2. 4 变质处理工艺 导入静置炉的熔体先用氩气精 炼 15 min, 静置 10 min, 熔体温度在不低于 770 时用预热好的变质 剂( NaF+ KCl+ NaCl + Na3 AlF6 ) 进行变质处理, 并进 行充分搅拌, 搅拌后 不扒渣, 静 置 30 min 后开始铸 造, 铸造过程中及时打净表面硬壳 , 防止夹渣。 1. 2. 5 铸造 4032 铝合金铸造工艺参数见表 2。 表 2 4032 铝合金铸造工艺参数
Process research of salt Na modification of 4032 aluminium alloy
LV Xin yu, CAO Yong liang, WU Xin feng, WANG Li juan, WANG Qiang
( Northeast Light Alloy Co. , Ltd. , Harbin 150060, China) Abstract: The modifying technology of salt Na on 4032 aluminium alloy is experimentally researched. The macrostructure, fracture morphology, microstructure, and mechanical properties of the 4032 aluminium alloy ingot after salt Na modification are analyzed, so as to provide the theoretical and experimental evidences for the reasonable modification technology. Key words: 4032 aluminium alloy; salt Na modification; process
%
1. 2
试验过程
1. 3 检测项目 1. 3. 1 低倍和断口分析 选取不同 Na 含量的铸锭切取试片进行低倍和 断口检查。 1. 3. 2 显微组织分析 对不同 Na 含量变质处理后铸锭切取试样, 进行 显微组织分析, 分析变质处理后对初晶硅和共晶硅 的影响 , 同时利用定量方法测量共晶硅相尺寸和体 积分数, 从而对组织进行比较。 1. 3. 3 力学性能分析 对不同 Na 含量的铸锭切取力学性能试样, 做力 学性能检测, 分析其差异 ; 同时对试片断口有气孔和 无气孔试样的力学性能数据进行统计, 分析气孔对 铸锭力学性能的影响。
1 试验方案
1. 1 试验材料 试验材料为半连续铸造的 4032 铝合金 , 铸锭规 格为 482 mm。 4032 铝合金的化学成分见表 1。
表 1 4032 铝合金的化学成分( 质量分数)
标准 内标 国标 其他杂质 Si 11. 5~ 12. 5 11. 0~ 13. 5 Fe 0. 40 1. 0 Cu 0. 6~ 1. 1 0. 50~ 1. 3 Mg 0. 9~ 1. 2 0. 8~ 1. 3 Cr 0. 10 0. 10 Ni 0. 6~ 1. 2 0. 50~ 1. 3 Zn 0. 20 0. 25 单个 0. 05 0. 05 合计 0. 15 0. 15 Al 余量 余量