高强高韧铝硅合金(A357)及工艺的研究可行性研究报告

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铝材生产制造项目可行性研究报告

铝材生产制造项目可行性研究报告

铝材生产制造项目可行性研究报告规划设计/投资分析/产业运营报告摘要说明铝是地球上含量最丰富的元素之一,具有质量轻、高导电性、高导热性、可塑性(易拉伸、易延展)、耐腐蚀性等优良特性,是世界上产量和用量仅次于钢铁的金属,尤其在节能环保领域体现出其独到价值。

近年来,随着全球环保及节能减排意识的增强,铝及铝合金的绿色环保性能也正在被社会广泛认可,其应用规模快速增长。

建筑行业是铝型材应用的主要领域之一。

铝型材易于加工、表面涂装或与其他物料组合使用,可用作门窗、幕墙、支架、商业建筑室内装饰等一系列用途。

其中,铝合金门窗是重要的建筑物外围护结构之一。

幕墙是现代大型和高层建筑常用的带有装饰效果的轻质墙体,不承担主体结构载荷与作用的建筑围护结构。

该铝材项目计划总投资10519.27万元,其中:固定资产投资9243.02万元,占项目总投资的87.87%;流动资金1276.25万元,占项目总投资的12.13%。

本期项目达产年营业收入11080.00万元,总成本费用8739.36万元,税金及附加192.55万元,利润总额2340.64万元,利税总额2856.04万元,税后净利润1755.48万元,达产年纳税总额1100.56万元;达产年投资利润率22.25%,投资利税率27.15%,投资回报率16.69%,全部投资回收期7.49年,提供就业职位211个。

就应用领域来看,建筑行业仍然是铝材应用的主要领域,占比为31%。

远远超过其他领域消费量,并呈逐年上涨趋势。

同样的,随着中国工业水平和规模的不断提高,工业用材产量也在逐年攀升中。

例如汽车制造、轨道交通、电力、机械装备制造业、家电等行业,对铝材的需求也是迅速增加,新产品、新工艺、新用途的铝材不断出现,推动了技术进步和行业持续健康发展。

据国际铝业协会(IAI)统计数据,2018年11月全球原铝总产量为531.2万吨,同比上年的493.8万吨增加了7.6%。

2018年1~11月全球原铝总产量累计达5889.2万吨,同比上年的5800.5万吨增加了1.5%。

高强韧铸造铝合金材料

高强韧铸造铝合金材料

高强韧铸造铝合金材料摘要:随着我国重工业的不断发展,铸造铝合金因其优异的性能被广泛应用,同时对铸造铝合金的强度和韧度也提出了更高的要求,铸造铝合金迎来了新的发展时代。

本文主要研究高强韧铸造铝合金材料,简要阐述高强度铝合金的研究现状,分析几种铝合金的特点和使用情况,并针对铸造铝合金中存在的问题提出了解决办法和改善其韧度的途径,有助于推动实现铸造铝合金行业的稳定发展。

关键词:重工业;铸造铝合金;强度;韧度;稳定发展前言:铸造铝合金价格低廉、组织各向同性、易于生产复杂的零部件,同时由于铸造铝合金的轻质结构特性,硬度高,散热性强,被广泛使用于汽车、船舶、航天等领域,可以简化形成工艺、节约加工成本,对促进我国重工业领域发展有着重要的意义。

一、高强韧铸造铝合金的研究现状(一)Al-Si系合金Al-Si铝合金具有质量轻、铸造性能好、收缩率小、热敏感度低、加工性能优良、价格低等特点,应用比较广泛的Al-Si合金为A357,该种合金是50年代末美国科学家试验出来的。

现在工程结构中铝合金铸件越来越多,且性能要求越来越高,包括耐腐蚀性、耐高温和高强度等特性。

研发新型高强度铸造铝合金成为近年来的研究热点,此时Al-Si-Cu-Mg铸造铝合金进入人们的眼帘,该合金具有优异的铸造性,经过热处理固化后可以获得良好的力学性能。

(二)Al-Cu系合金Al-Cu系铸造铝合金具备高强度、良好的延展和塑形性能、另外还具有优异的高温、易切削性能。

法国20世纪试验成功的A-U5GT合金是在Al-Cu系铸造铝合金基础上添加了Mg和Ti元素,不仅具备Al-Cu系铸造铝合金的优异性能,还有优良的综合力学性能。

同样我国也试验出了高强高韧度铸造铝合金,取得了瞩目的成就。

我国于20世纪70年代末试验出ZL205A合金,该种合金在常态下就有具备良好的抗压和延展性能,是目前世界上强度最高的铸造铝合金,同时具有非常优越的塑形能力、韧性、抗应力腐蚀性和易于焊接等特点,因此该种合金被广泛应用于航空航天领域,用于制造各种零部件,使用效果良好。

铝镁合金深加工项目可行性研究报告

铝镁合金深加工项目可行性研究报告

铝镁合金深加工项目可行性研究报告中咨国联/出品铝镁合金铝板主要元素是铝,再掺入少量的镁或是其它的金属材料来加强其硬度。

以Mg为主要添加元素的铝合金,由于它抗蚀性好,又称防锈铝合金。

因本身就是金属,其导热性能和强度尤为突出。

一、铝、镁合金,碳纤维材料先天优势明显,高强度钢兼具成本和强度优势作为传统材料,普通钢铁材料在汽车上占有统治地位,但高强钢、铝、镁合金,碳纤维等材料与普通钢铁材料相比具有天然的优势。

汽车轻量化,比如大规模使用铝合金,还可以降低汽车在生产、使用以及回收全寿命期间总的能量消耗。

使用高强钢、铝合金汽车全生命周期能量消耗优于基线值数据来源:公开资料整理先进高强度钢、超高强度钢和铝在车身上用量将逐渐增多数据来源:公开资料整理二、我国铝镁合金增长将高于全球,行业竞争力不断提升1、中国铝、镁合金的行业增速将高于全球目前我国铝消费结构中,建筑业是主要消费领域,而汽车与交通运输业正成为重要的增长点之一。

铝合金是最先采用的轻量化材料,目前已成为汽车制造中用量仅次于钢材和铸铁的材料,在汽车轻量化中占有重要地位。

铝合金的密度只有钢铁的 1/3,具有轻质、可回收和易成形的特点。

理论上铝制汽车可以比钢制汽车减轻重量达 30%-40%,其中铝质发动机可减重 30%,铝散热器比铜的轻 20%-40%,全铝车身比钢材减重 40%以上,汽车铝轮毂可减重30%。

因此,铝合金材料是汽车轻量化最理想的材料之一。

大量使用铝合金的汽车,平均每辆汽车可降低质量 300kg(从1400kg 降低到 1100kg)。

铝材碰撞时可吸收大量能量,可在轻量化的同时提高汽车的安全性。

虽然铝代钢的成本目前仍然略高,但是铝代钢仍可以通过减轻车重所减少的油耗来帮助消费者节约用车成本。

在汽车轻量化材料中,铝合金材料综合性价比要高于钢、镁、塑料和复合材料,无论应用技术还是运行安全性及循环再生利用都具有比较优势,国内外全铝汽车的快速发展,就足以证明这一点。

激光粉末床熔融增材制造耐热铝合金的研究进展

激光粉末床熔融增材制造耐热铝合金的研究进展

激光粉末床熔融增材制造耐热铝合金的研究进展目录1. 内容描述 (2)1.1 研究背景 (2)1.2 研究目的 (3)1.3 研究意义 (4)1.4 国内外研究现状 (6)2. 激光粉末床熔融增材制造技术基础 (7)2.1 激光粉末床熔融增材制造原理 (9)2.2 激光粉末床熔融增材制造工艺 (10)2.3 激光粉末床熔融增材制造设备 (11)3. 耐热铝合金材料特性及制备方法 (12)3.1 耐热铝合金材料分类与性能 (14)3.2 耐热铝合金材料制备方法 (15)3.3 耐热铝合金材料的组织与性能表征 (17)4. 激光粉末床熔融增材制造耐热铝合金的工艺参数优化 (18)4.1 激光功率控制策略 (20)4.2 送粉量控制策略 (21)4.3 扫描速度控制策略 (23)4.4 气体流量控制策略 (24)5. 耐热铝合金激光粉末床熔融增材制造过程中的缺陷分析与控制.25 5.1 缺陷类型与成因分析 (27)5.2 缺陷产生的影响与控制方法 (29)5.3 缺陷检测与评价方法 (30)6. 耐热铝合金激光粉末床熔融增材制造的应用研究 (33)6.1 零件结构设计与优化 (35)6.2 零件性能预测与评估 (36)6.3 零件表面质量控制技术研究 (38)7. 结果与讨论 (39)7.1 工艺参数对耐热铝合金激光粉末床熔融增材制造性能的影响407.2 缺陷类型及其对产品质量的影响 (44)7.3 应用研究结果分析与讨论 (45)8. 结论与展望 (46)8.1 主要研究成果总结 (48)8.2 存在问题及展望未来研究方向 (49)8.3 对工业生产及应用的启示 (51)1. 内容描述本论文综述了激光粉末床熔融增材制造技术在耐热铝合金制备中的应用及研究进展。

激光粉末床熔融技术是一种基于高能激光束将金属粉末逐层熔化并凝固成形的先进制造工艺,具有设计灵活、生产效率高和材料利用率高等优点。

耐热铝合金作为一种在高温环境下具有优良性能的材料,在航空航天、汽车制造等领域具有重要的应用价值。

铁路用高强度铸造铝合金的研究

铁路用高强度铸造铝合金的研究

北京交通大学硕士学位论文铁路用高强度铸造铝合金的研究姓名:徐超申请学位级别:硕士专业:材料物理化学指导教师:韩建民;李卫京20050301摘要摘要高速列车已经成为我国铁路交通的发展方向,车辆轻量化是高速列车的关键技术之一。

目前,我国车辆零部件所用的材料主要是钢铁材料,使车辆的重量较重,已限制了我国高速列车的发展。

因此,开发出能够替代现有钢铁材料的新型轻质材料具有重要的理沦和实际意义。

铝是实现轻量化的首选材料。

但是,我国目前已有的铝合金材料的技术经济性与我国高速列车的要求还有一定的差距。

为了丌发出一种能在高速列车上应用的高强度铸造铝合金,本论文以Alcu系合金为基础,在理论分析和试验的基础上,确定了铝合金中基本元素的成分范围,考察了加入M异、Si、稀土等元素的作用和效果,测试了合金的力学性能与铸造性能,观察并分析了合金的金相和断口组织,可以得出以下主要结论:1)元素Mg能显著提高合金的抗拉强度,但降低合金的延伸率、冲击韧性和铸造性能;2)元素Si能显著提高合金铸造性能,但降低合金的力学性能:3)稀土对合金具有良好的变质细化作用,不仅使a(A1)晶粒和共晶组织得到一定程度的细化,而且使针、片状的共晶硅变成了粒状;4)在加入量相同的情况下(0.2%Ti),A卜Ti—c对合金的变质细化效果要优于Al—Ti~B对合金的变质细化效果。

关键词:高速列车高强铸造铝合金力学性能铸造性能变质细化效果AbstractHigh—speedtrainisthedevelopingtrendofrailwaytransportationinchina,ofwhichweightreductioniSoneofthekeytechniquesofHigh—speedtrain.Nowadaysinourcountry,mostmaterialSUsedinthepartSoftrainsareironandsteel,whichmakethetrainhavehighweight,and1imitthedevelopmentofhigh—speedtrain.Therefore,itiSofgreattheoretica]andpracticalsignificancetoexplorenewlightermaterialtotaketheplaceofcurrentSteelmaterial.AluminumalloyiStheoptimummaterialforweightreduction.ttowever,technicalandeconomictargetofthepresentlyexistingalumihumalloycan’tmeettherequirementofhigh—speedtrains.Inordertodevelopanewhighstrengthcastingaluminumalloy,onthebaseofAl—Cuseriesalloy.compositionrangeoffundamentalelementsofaluminumalloyiSdeterminedbytheoryanalysiSandexperiment.TheinfluenceandeffectofelementsofMg,Siandrareearthareobservedbytestingitsmechanicalpropertiesandcastingproperties.MetallurgicalstructuresandfractographofalloyarealSOobserved.MainconelusionscanbedrawnasfoliOWS:1)MgelementcanSignificantlYincreasethetensilestrengthofalloy,butdecreasetheelongation,impactductilityandcastingproperties:2)Sielementcanincreasecastingpropertiesofalloy,butdecreaseitsmechanicalproperties:3)Rareearthhavegoodmodificationandrefinementeffect.ItcannotonlYrefinethea(A1)grainandeutecticstructuretosomeextentbutalSOturntheneedle一1ikeandlaminareutectieSitogranularSi.4)Undertheconditionofsameaddition(0.2%Ti),therefinementeffectofA1一Ti-CtothealloyiSbetterthanthatofAl—Ti—B.KeyWords:High—speedtrain,highstrengthcastaluminnmalloy,mechanicalproperty,castingproperty,modificationandrefinementeffect2第一章绪论第一章绪论高速列车已经成为我国铁路交通的发展方向,高速铁路的发展对车辆零部件材料提出了更高的要求。

2023年高性能特种合金材料行业分析报告及未来五至十年行业发展报告

2023年高性能特种合金材料行业分析报告及未来五至十年行业发展报告

高性能特种合金材料行业分析报告及未来五至十年行业发展报告目录前言 (4)一、2023-2028年高性能特种合金材料企业市场突破具体策略 (4)(一)、密切关注竞争对手的策略,提高高性能特种合金材料产品在行业内的竞争力 (4)(二)、使用高性能特种合金材料行业市场渗透策略,不断开发新客户 (5)(三)、实施高性能特种合金材料行业市场发展战略,不断开拓各类市场创新源 (5)(四)、不断提高产品质量,建立覆盖完善的服务体系 (5)(五)、实施线上线下融合,深化高性能特种合金材料行业国内外市场拓展 (6)(六)、在市场开发中结合渗透和其他策略 (6)二、高性能特种合金材料企业战略选择 (7)(一)、高性能特种合金材料行业SWOT分析 (7)(二)、高性能特种合金材料企业战略确定 (8)(三)、高性能特种合金材料行业PEST分析 (8)1、政策因素 (8)2、经济因素 (9)3、社会因素 (10)4、技术因素 (10)三、高性能特种合金材料业数据预测与分析 (11)(一)、高性能特种合金材料业时间序列预测与分析 (11)(二)、高性能特种合金材料业时间曲线预测模型分析 (12)(三)、高性能特种合金材料行业差分方程预测模型分析 (12)(四)、未来5-10年高性能特种合金材料业预测结论 (13)四、2023-2028年高性能特种合金材料行业企业市场突围战略分析 (14)(一)、在高性能特种合金材料行业树立“战略突破”理念 (14)(二)、确定高性能特种合金材料行业市场定位、产品定位和品牌定位 (14)1、市场定位 (14)2、产品定位 (15)3、品牌定位 (16)(三)、创新寻求突破 (17)1、基于消费升级的科技创新模式 (18)2、创新推动高性能特种合金材料行业更高质量发展 (18)3、尝试业态创新和品牌创新 (19)4、自主创新+品牌 (20)(四)、制定宣传计划 (21)1、策略一:学会做新闻、事件营销——低成本的传播工具 (21)2、策略二:学会以优秀的品牌视觉设计突出品牌特色 (21)3、策略三:学会使用网络营销 (22)五、2023-2028年高性能特种合金材料业市场运行趋势及存在问题分析 (22)(一)、2023-2028年高性能特种合金材料业市场运行动态分析 (22)(二)、现阶段高性能特种合金材料业存在的问题 (23)(三)、现阶段高性能特种合金材料业存在的问题 (23)(四)、规范高性能特种合金材料业的发展 (25)六、高性能特种合金材料行业竞争分析 (26)(一)、高性能特种合金材料行业国内外对比分析 (26)(二)、中国高性能特种合金材料行业品牌竞争格局分析 (27)(三)、中国高性能特种合金材料行业竞争强度分析 (28)1、中国高性能特种合金材料行业现有企业的竞争 (28)2、中国高性能特种合金材料行业上游议价能力分析 (28)3、中国高性能特种合金材料行业下游议价能力分析 (28)4、中国高性能特种合金材料行业新进入者威胁分析 (29)5、中国高性能特种合金材料行业替代品威胁分析 (29)七、高性能特种合金材料行业存在的问题分析 (29)(一)、基础工作薄弱 (29)(二)、地方认识不足,激励作用有限 (29)(三)、产业结构调整进展缓慢 (30)(四)、技术相对落后 (30)(五)、隐私安全问题 (31)(六)、与用户的互动需不断增强 (31)(七)、管理效率低 (32)(八)、盈利点单一 (33)(九)、过于依赖政府,缺乏主观能动性 (33)(十)、法律风险 (33)(十一)、供给不足,产业化程度较低 (34)(十二)、人才问题 (34)(十三)、产品质量问题 (34)八、高性能特种合金材料产业投资分析 (35)(一)、中国高性能特种合金材料技术投资趋势分析 (35)(二)、大项目招商时代已过,精准招商愈发时兴 (35)(三)、中国高性能特种合金材料行业投资风险 (36)(四)、中国高性能特种合金材料行业投资收益 (37)九、高性能特种合金材料行业风险控制解析 (37)(一)、高性能特种合金材料行业系统风险分析 (37)(二)、高性能特种合金材料业第二产业的经营风险 (38)前言中国的高性能特种合金材料业在当前复杂的商业环境下逐步发展,呈现出一个积极整合资源以提高粘连性的耐寒时代。

利用煤系高岭土、粉煤灰、造纸废液等工业废弃物年产铝硅钛中间合金5万吨项目可研报告

利用煤系高岭土、粉煤灰、造纸废液等工业废弃物年产铝硅钛中间合金5万吨项目可研报告

利用煤系高岭土、粉煤灰、造纸废液等工业废弃物年产铝硅钛中间合金5万吨项目可研报告第一篇:利用煤系高岭土、粉煤灰、造纸废液等工业废弃物年产铝硅钛中间合金5万吨项目可研报告利用煤系高岭土、粉煤灰、造纸废液等工业废弃物采用《矿热法生产铝硅钛中间合金5万吨/年》项目可研报告一、项目优点介绍1、项目背景简介矿热法又称电热法,是利用热化学还原反应的原理,使用含铝矿物如铝土矿、高岭土、粘土、低铁粉煤灰和还原剂—碳,在矿热炉中通过电弧产生高温,进行还原反应直接制取铝-硅合金的一种冶炼方法。

是一项电解法以外生产铝合金的工艺技术;它起源于19世纪初的铝化学冶炼法,用钾还原无水氯化铝生成铝的反应即:后用金属镁在反射炉中还原冰晶石来生产铝:1884年美国E.H.考列斯兄弟用6000A、30V工业电弧炉,采用氧化铝、铁和铜做原料,木炭做还原剂;用矿热法冶炼出了含铝20%的Al-Si-Cu、Al-Si-Fe合金。

1884年~1892年美国、英国一直用此法冶炼铝合金。

当时生产1Kg铝合金需要电能37kw.h。

当熔盐电解法研究成功后,矿热法也和化学法一样停止了工业生产。

随着时代的变迁,进入21世纪以来,在全世界范围内对“节能减排”问题引起的高度重视,以及矿热法生产铝硅合金具有的上述优点,吸引着铝冶炼工作者们对此又进行了新的研究。

今天,我国已成为铝业大国;铝产量和消费量均为全世界第一,据测算;我国生产一吨铝材的能耗为美国的2.65倍、日本的3.8倍。

根据世界银行《世界发展报告》中国1亿美元GDP所消耗的能源是12.03万吨标准煤,大约是日本1亿美元GDP所消耗能源的7.20倍、德国的5.62倍、美国的3.52倍、印度的1.18倍、世界平均水平的3.28倍。

因此,中国铝工业“节能减排”工作对我们是迫在眉睫;而且铝工业还必须走资源综合利用及可持续发展之路;才能在“节能减排”上有所贡献。

“矿热法”生产铝硅钛合金正是铝工业节能新亮点之一。

高精度铝合金铸件项目建议书计划书可研报告

高精度铝合金铸件项目建议书计划书可研报告

高精度铝合金铸件项目建议书计划书可研报告【项目建议书】项目名称:高精度铝合金铸件项目一、项目背景与概述随着工业的发展和科技的进步,对于材料的要求也越来越高。

铝合金作为一种重要的材料,在各个行业中得到了广泛的应用。

其中,高精度铝合金铸件在汽车、航空、航天、电子等行业中的需求量不断增加。

现阶段,我国高精度铝合金铸件的生产水平与国际先进水平存在一定差距。

因此,开展高精度铝合金铸件项目,加强相关技术研发和生产能力建设,具有重要的意义和市场前景。

二、项目目标1.提高高精度铝合金铸件的生产水平,达到或接近国际先进水平。

2.建立一套完善的高精度铝合金铸件生产流程和质量管理体系。

3.培养一支高素质的技术团队,具备自主研发和创新能力。

三、项目内容1.技术研发:加强对高精度铝合金铸件材料和工艺的研究,提高材料的强度、耐腐蚀性和耐磨损性。

2.设备更新:引进一批国内外先进的高精度铝合金铸件生产设备和检测设备,提高生产效率和产品质量。

3.人才培养:加强对高精度铝合金铸件技术人才的培养,引进国内外专家进行技术指导。

4.市场拓展:积极与汽车、航空、航天、电子等行业的相关企业建立合作关系,拓展市场份额。

四、项目可行性分析1.市场需求:高精度铝合金铸件在各个行业的应用需求持续增长,市场前景广阔。

2.技术优势:我国在材料、铸造工艺和设备制造等方面具备一定的优势和实力。

3.政策支持:国家对于高精度铝合金铸件项目给予了扶持政策,为项目的发展提供了保障。

五、项目预期效益1.提高产品质量:优化高精度铝合金铸件的生产工艺和质量管理,提高产品的精度和可靠性。

2.提高市场竞争力:通过技术创新和市场拓展,提高企业在市场中的竞争力,增加市场份额。

3.促进产业升级:拉动相关产业链的发展,推动我国高精度铝合金铸件产业的升级。

4.经济效益:提高企业的产值和利润,增加税收贡献。

六、项目实施方案1.建立项目团队:成立由技术人员、市场人员和管理人员组成的项目团队,负责项目的技术研发、生产组织和市场推广等工作。

铝厂可行性研究报告

铝厂可行性研究报告

铝厂可行性研究报告一、市场分析1. 全球铝材市场概况全球铝材市场需求持续增长,主要受到建筑、电子、航空航天等行业的推动。

随着全球经济的发展和城市化进程加快,对于节能环保材料的需求不断增加。

在此背景下,铝材作为轻质、高强度和可回收的材料,具有广泛的应用前景。

2. 国内市场需求中国作为世界上最大的铝材生产和消费国,其铝材市场需求庞大。

我国建筑、交通、航空航天等行业对铝材的需求量不断增加,因此铝厂在国内市场具有良好的发展空间。

3. 竞争态势全球铝材市场具有激烈的竞争态势,主要竞争对手包括美国的阿尔科洛和俄罗斯的鲁斯铝等大型铝企。

在国内市场,中铝集团、中国香港广东和河南三湘铝业集团等铝企也具有一定的市场份额。

因此,铝厂在全球市场和国内市场上将面临激烈的竞争挑战。

二、技术研究1. 生产工艺铝材的生产工艺主要包括电解制铝和熔铸制铝两种方法。

电解制铝是目前主流的生产工艺,通过电解铝土矿石可以得到高纯度的铝金属,适用于高端铝材。

而熔铸制铝主要适用于制造一些特殊型号的铝材,生产成本相对较低。

2. 设备配套铝厂生产所需的设备主要包括铝土矿石破碎设备、电解槽、电解铝设备等。

此外,还需要配套的煤气发生炉、冷却器、电动机等设备。

这些设备对于铝厂的生产效率和产品质量有着重要的影响。

三、经济可行性分析1. 成本分析铝厂的主要成本包括原材料采购成本、生产设备投资、能源消耗成本等。

铝土矿石的价格具有一定的波动性,同时生产设备和能源消耗对成本也有较大的影响。

因此,成本控制是铝厂盈利能力的关键。

2. 投资回报分析铝厂的投资规模较大,主要包括建厂投资、技术研发投资、设备投资等。

然而,随着市场需求的增长和技术进步,铝厂具有较好的盈利前景。

按照市场预期,合理的投资回报期为5-8年。

四、风险评估1. 市场风险全球市场的需求不确定性和竞争态势是铝厂面临的最大风险。

全球经济波动、市场需求下降等因素都会对铝厂的运营产生影响。

2. 技术风险铝厂对于生产工艺和设备配套的要求较高,技术研发和设备投入的不足都会对铝厂的生产效率和产品质量产生较大影响。

热处理工艺对ZL114A铝合金组织及力学性能的影响

热处理工艺对ZL114A铝合金组织及力学性能的影响

热处理工艺对ZL114A铝合金组织及力学性能的影响康福伟;李如一;乔昕;张继敏;樊德智【摘要】为了研究热处理工艺对ZL114A铝合金组织和力学性能的影响,利用金相显微镜、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、拉伸实验机等设备对不同热处理后的ZL114A铝合金进行组织观察和力学性能测试.结果表明,随着固溶温度从505℃升高到550℃,合金组织中的共晶硅依次发生熔断、球化和粗化等现象,而且硬度、抗拉强度和延伸率均出现先增加后降低现象,在535℃/12 h时达到最大值,分别为89.7 HB、280 MPa和6.6%;当固溶温度达到550℃时,晶粒粗大,出现过烧现象,硬度和抗拉强度急剧降低,因此,适合的固溶工艺为535℃/12 h.经此固溶工艺处理的ZL114A铝合金经不同温度6h时效处理,结果表明,随着时效温度从140℃升高到170℃,合金的抗拉强度从286 MPa增加至345 MPa,而延伸率则从6.2%降低至4.0%,在155℃时,其抗拉强度和延伸率分别为315MPa和5.2%,较铸态时抗拉强度提高了81.0%,延伸率提高了108.0%.从企业对产品实际性能需求出发,最佳的热处理工艺制度为535℃/12 h+155℃/6 h.【期刊名称】《哈尔滨理工大学学报》【年(卷),期】2019(024)001【总页数】5页(P113-117)【关键词】ZL114A合金;热处理;组织;力学性能【作者】康福伟;李如一;乔昕;张继敏;樊德智【作者单位】哈尔滨理工大学材料科学与工程学院,黑龙江哈尔滨150040;哈尔滨理工大学材料科学与工程学院,黑龙江哈尔滨150040;中航工业哈尔滨东安发动机(集团)有限责任公司,黑龙江哈尔滨150066;哈尔滨理工大学材料科学与工程学院,黑龙江哈尔滨150040;哈尔滨理工大学材料科学与工程学院,黑龙江哈尔滨150040【正文语种】中文【中图分类】TG166.30 引言ZL114A是一种典型的高强高韧铸造Al-Si合金,国外与之相似的合金牌号为A357(美国军标,Al-7Si-0.6Mg),主要用于制造航空航天飞行器复杂零部件以及汽车等承受高负荷的零部件[1-2]。

粉煤灰制硅铝合金项目必要性和可行性分析

粉煤灰制硅铝合金项目必要性和可行性分析

2项目必要性和可行性分析2.1项目背景自二十世纪九十年代以来,我国经济发展迅猛,发展的同时也加剧了经济与环境、资源之间的矛盾,并且这种矛盾越来越尖锐和突出。

高投入、低产出、高污染物排放的传统经济模式,日益加剧了资源的枯竭和环境的恶化。

粉煤灰是燃煤发电厂排放的大宗工业固体废弃物,如何变废为宝,实现环保产业和制造产业的有效衔接,将环保的危害物质进行综合利用,服务于社会,是今后产业调整最有成效的项目。

项目建成投产后,既可为企业带来较高的经济效益,又能节约能源,有效减轻环境污染,具有良好的社会效益、经济效益和环境效益。

2.2项目建设必要性分析2.2.1粉煤灰我国蕴藏着丰富的煤炭资源,山西是煤炭大省有数目众多的发电厂,每年要产生大量的粉煤灰。

2.2.1.1粉煤灰的来源、特点(1)粉煤灰的来源、分类和排序在燃煤发电和燃煤大户生产中将产生大量的粉煤灰,现在我国年消耗原煤量约13亿吨,粉煤灰排放量约4亿吨,其主要成分为二氧化硅,三氧化二铝,三氧化二铁,氧化钙等,其中氧化铝含量百分之三十七至百分之四十二,二氧化硅含量百分之四十八的高铝粉煤灰达一亿吨,因此如何开发利用这种高铝粉煤灰减低污染,一直是政府机关非常关注的课题。

2.2.1.2粉煤灰的危害(1)由于煤炭的大量开采利用,特别是燃煤发电厂和各燃煤大户等生产过程中排放的粉煤灰为大宗工业固体废弃物,因为目前我国尚无合理的处理办法,所以目前仍然在以每年400万吨的速度增加。

所以合理利用和处理粉煤灰意义特别巨大。

现在的粉煤灰处理方法只是占地储存处理。

如此大量的固体废弃物若不加以利用,不仅占用大量耕地还会污染当地生态环境、制约我国煤电等产业的可持续发展。

因此,必须强化粉煤灰的综合利用。

(2)解决粉煤灰的处理和利用问题,是环境保护部门的重要课题。

对粉煤灰的综合利用以及综合利用带来的巨大经济和社会效益,已经引起国家、企业界的高度重视。

2.2.1.3粉煤灰综合利用现状目前,我国粉煤灰利用率不到50%,扩大粉煤灰综合利用是我国可持续发展的必然要求。

一种高强高韧的亚共晶铝硅铸造合金及其制备方法[发明专利]

一种高强高韧的亚共晶铝硅铸造合金及其制备方法[发明专利]

专利名称:一种高强高韧的亚共晶铝硅铸造合金及其制备方法专利类型:发明专利
发明人:章爱生,黄伟民,解协成
申请号:CN201711303216.5
申请日:20171211
公开号:CN108193096A
公开日:
20180622
专利内容由知识产权出版社提供
摘要:一种高强高韧的亚共晶铝硅铸造合金及其制备方法,合金化学组成的质量分数为Si:
6.5‑
7.0%,Mg:0.45‑0.65%,Cu:0.1‑0.15%,Be:0.05‑0.06%,Sc:0.2‑0.3%,Zr:
0.2‑0.3%,Sr:0.02‑0.04%,Fe≤0.1%,余量为Al;经Sc、Zr、Sr复合细化变质处理、
545‑548℃×12h固溶+双级时效(120‑130℃×4h低温预时效,170‑175℃×5‑6h终时效)热处理,本发明合金的抗拉强度达366MPa、延伸率6.5%,与成分相当的商业合金A357相比,本发明合金抗拉强度和延伸率有较大幅度提高。

申请人:南昌大学
地址:330031 江西省南昌市红谷滩新区学府大道999号
国籍:CN
代理机构:南昌新天下专利商标代理有限公司
代理人:施秀瑾
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二、技术方案 1、项目技术关键点或创新点,项目完成时达到的技术水平
项目创新点:①高性能的 A357 合金成分: 通过实验优化 A357 合金的成分配比(如 Si、 Mg、Be、Ti 等的最佳含量),在此基础上,添加锆、重稀土钇等强化元素,研制高性能 的 A357 合金化学成分。 ②新的合金熔体处理工艺:拟采用钛(硼)、重稀土钇替代现 有的钛、锶(钠盐)细化变质工艺,以提高对合金组织的细化变质效果: 技术关键:①本研究以钛、硼作为细化剂细化基体晶粒,重稀土钇为变质剂变质硅相, 两者间的交互作用关系合金的细化变质效果。②固溶处理工艺(固溶温度、保温时间、 淬火温度)、时效处理工艺(时效温度、保温时间)与析出强化相 Mg2Si 的分布、大小 间关系是提高合金性能的关键。 项目完成时达到的技术水平: 预期达到国内先进水平,填补省内空白,通过省级鉴定反
A357 合金的铸态显微组织为初晶α-Al+共晶(α-Al+Si).就生产工艺而言,国内 普遍采用四元钠盐或锶变质共晶 Si 相, 钛细化初晶α-Al 晶粒,以提高合金的性能。 但存在钠盐变质持续效果短;锶变质会使合金熔体含气量增大、影响合金的力学性能, 尤其是降低合金的延伸率;钛在高硅铝合金中的细化效果不理想等问题。所以,高性能 合金的细化变质熔体处理工艺有待于进一步深入研究,稀土对铝硅合金熔体具良好的精 炼、细化变质作用,且符合环保要求,是今后工艺的发展方向。
Fe≤0.2%、余为 Al. 力学性能:抗拉强度σb ≥320MPa,延伸率δ>5%
4、项目执行过程中各阶段目标
2007.1----2007.6 完成项目调研、收集资料、拉伸试棒模具的制作及原材料准 备工作等
2007.7---2007.12 完成 A357 合金成分优化、钛钇联合细化变质处理及热 处理工艺实验及样品加工、检测.
高强高韧铝硅合金(A357)及工艺研究 可行性研究报告
一、 选题的必要性 1.产业政策及项目的意义
产业政策:本项目所处技术领域为新材料新工艺。研究开发新材料新工艺,有利于促进 我国制造业科技进步,增强企业竞争实力,符合我国产业政策,是国家大力扶持的技术 领域。随着国民经济快速发展,部件轻量化和环保要求日益高涨,铸件越来越薄,这要 求合金力学性能越来越高。为此,开发高强高韧合金材料是国内外重点发展方向。 项目意义:高强高韧铝硅合金 A357 具优良的铸造性能和力学性能而广泛用于航空、航 天、军事、机械等工业领域。随着制造业对铸件高强韧要求越来越高, A357 用量越来 越大。 国内外通常要求该合金的抗拉强度σb ≥320MPa,延伸率δ>5%,但目前我国绝 大多数企业,如我省洪都飞机集团,由于合金材料及工艺的落后,生产的铝硅合金抗拉 强度仅能达到 290MPa,延伸率为 3%.远不能满足航空、航天等行业的需求.长期以来,省 内洪都集团不得不出高价外购 A357 优质合金铸件,但仍不能满足企业的产量与质量要 求.为此,洪都集团等企业急需解决此技术问题。
另一方面,我省重稀土资源丰富。本项目采用重稀土钇对合金进行细化变质处理, 有利于钇资源的开发利用。具体来讲,可带动铝—--钇中间合金产业的产生,促进重稀 土钇在铝合金中的推广应用,由此进一步提高铝合金的性能。
4.项目目前进展情况
本项目承担和协作单位为项目已做了大量的前期工作。项目负责人曾研究了重稀土 钇对 AlSi7Mg0.3 合金的细化变质作用,结果显示:加入 0.2-0.3%Y 能使合金力学性能 大幅提高 (章爱生等,钇基重稀土对 AlSi7Mg0.3 合金组织和性能的影响,热加工工艺, 2005 年第 2 期),这为钇在 A357 合金中的应用奠定了理论基础。洪都集团为提高该合 金的力学性能进行了近半年的材料、工艺探索,积累了一定的经验。针对省内企业 A357 合金性能达不到国家标准的现状,近期本项目的承担单位 ---南昌大学与项目协作单位 ---洪都集团联合成立了科研攻关小组,目前已完成项目查阅资料、前期实验数据的整 理及原材料的准备工作,下一步将进入实验阶段。
主要技术参数:本项目的主要技术参数为:合金化学成分,抗强度σb、延伸
率δ,细化变质剂加入量,固溶温度与保温时间、淬火温度,时效温度与保温时 间。
3、项目技术质量指标
项目执行中华人民共和国航空航天部航空工业标准 HB5480—91. 合金成分:6.5-7.5%Si、0.45-0.75%Mg、0.1%Mn、0.08-0.25%Ti、0.1%Zn、0.1%Cu、
A357 合金的固溶、时效热处理,目的使强化相 Mg2Si 在基体α-Al 中均匀弥散析出, 从而提高合金的性能。由于国内对固溶处理温度、淬火介质及时效温度、保温时间等对 强化相 Mg2Si 析出、分布、颗粒大小的影响研究不深入,致使企业热处理工艺不完善,
提高合金性能不显著,,国内多数企业生产的 A357 合金铸件不能满足性能要求。 综上所述,国内外的研究者主要通过①优化合金成分;②改进生产工艺,提高 A357
铸造合金的力学性能,但目前无论在材料,还是工艺方面,尚缺乏系统研究,表现为生 产工艺不完善,有待深入研究。
3.项目先进性对相关领域技术进步的推动作用
本项目属国有大型企业新材料新工艺科技攻关,主要研究内容为开发高性能的 A357 合金成分,研究新的熔体处理工艺和热处理工艺,从而使合金的抗拉强度σb ≥320MPa, 延伸率δ>5%。项目实施后,可使国内相关企业生产的 A357 合金、工艺水平上一台阶, 性能达到国内外要求,改变省内洪都集团花巨资外购 A357 合金铸件的现状。
铸造 冶金
洪都集团公司
南昌大学材料学 院
本科
金属材 料
金属材料
南昌大学材料学 院
4、项目组人员专业结构、职称结构 本项目组由两位教授(教授级高级工程师)、两位副教授、四位中级工程技术人
员组成。组成人员长期在铸造、金属材料专业从事科研、生产工作,熟悉项目的生产工 艺和发展趋势,是一支高素质、精干的科研队伍。
表一.
序 号
设备名称
项目拟购设备清单
规格型号
单位
数 单价 量 (万元)
金额 (万 元)
1 数 显模 块式 温 1200℃

2 0.4 0.8
控仪
2 金属模具
非标

2 0.25 0.5
3
表二.
申请科技三项经费使用预算表
序 号
名称
单位
数量
金额 (万元)
使用时 间
1 开发费
项目开发人员费
0.5 2007 年
项目组由 8 人组成,高级技术人员 4 人,占总数的 50%;中级技术人员 4 人,比 例为 50%.具体情况见下表:
项目主要成员:
性年 姓名
别龄
职务 职称
学 所学 现从事 历 专业 专业
所在单位

章爱生 男
43
副教授、 学科主任
硕士
铸造
金属材料
南昌大学材料 学院

甘奎

教授级高

50
级工程 师、总冶
利用本项目研究的新材料新工艺,生产的 A357 合金铸件性能将达到或超过国内外 性能指标,具高附加值。以省内某大型企业现状为例,该企业每年外购某 A357 合金部 件超过百件,单件耗资近 10 万元,而其成本不足 1 万元,可见盈利空间巨大。本项目 实施后,该企业完全可以利用自身的工艺条件生产上述部件,仅这一部件便可盈利数百 万元。所以本项目盈利水平高。 3、 预期项目产业化前景及实施风险
2008.1---2008.6 在洪都集团完成研制的 A357 合金及新熔体处理、热处理工艺
2
的生产性试验. 2008.7---2008.12 样品送检,准备鉴定材料并鉴定.
5、项目经费预算情况
本项目属国有大型企业新材料新工艺科技攻关,以解决生产中的技术难题,除需 购置测温系统、制作工装模具外,项目承担单位---南昌大学具一切实验条件。项目协 作及项目应用单位---洪都集团有完善的试验、生产设施。所以,项目无需大投资,只 需部分研制费用,便可取得良好的效果。
原材料动力费
2 2007 年
检测费
2 2007 年
调研费
1 2007 年
查新费
0.2 2007 年
技术咨询费
0.5 2007 年
转让、合作费
2 设备费
申请三项经费资
1.3 2007 年
助设备:
3 试制费 人员费 原材料动力费 检测费
4 鉴定验收费
0.5 2008.1 2 2008.1 1 2008.1 1 2008.7
三、项目实施支撑条件
1、 项目技术来源 本项目属产学研联合,技术来源于项目承担单位---南昌大学材料学院在铝硅合金
方面的多年研究基础,以及项目协作单位---洪都集团的生产实践,不存在第三方技术 来源。项目来源于企业,并将服务于企业。项目完成后,由洪都集团应用并推广。 2、 项目实验、检测条件
4
项目的主要承担单位---南昌大学材料学院有较完备的水电设施及项目研制过程 中所需的所有材料制备和检测设备,如熔炼电阻电炉、热处理炉,X 射线衍射仪、大型 金相显微镜、万能电子拉伸试验机、各种硬度仪、辉光直读光谱仪等。项目协作单位--洪都集团承担项目的生产应用试验,具备良好的生产条件,可确保本项目的执行。 3、项目申请单位人才资源情况
本科
铸造
金师
铸造 洪都集团公司
主 张萌 女 44 教授
博士 金属材 金属材料 南昌大学材料学


要 万里鹏 男 32 工程师
本科
金属材 料
金属材料
洪都集团公司
参 李浩如 男 29 工程师 本科 铸造 铸造
洪都集团公司
张少英 女 42 工程师

丁岩 男 37 实验师

员 周潘兵 男 42 副教授
本科 铸造 本科 冶金
2.国内外发展现状
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