热处理对SiC2009铝基合金组织与性能的影响.doc

沈 阳 航 空 航 天 大 学 材料科学与工程学院 (综合实验研究 一 ) 热处理对SiC/2009铝基合金组织与性能的影响 班 级 学 号 2008041101025 姓 名 杨 斌 指导教师 沙桂英 2011年10月18日 沈阳航空航天大学 材料科学与工程学院 本科生（综合实验研究一）任务书 专 业 金属材料工程 班 级 学 号 2008041101025 姓 名 杨斌 题 目 热处理对SiC/2009铝基合金组织与性能的影响 时 间 2011年8月29日-2011年10月21日 课 题 内 容 及 要 求 2009铝合金属于高硬度系列的铝铜合金，是航空工业高强度、硬度零件应用的重要材料，采用SiC颗粒增强的SiC/2009铝基合金有望进一步提高合金的强度。 课题主要结合2009铝合金可进行热处理强化的特性，对SiC/2009铝基合金进行固溶及时效处理，并分析热处理对合金组织与性能的影响。 具体要求如下： 1. 查阅相关文献资料，并进行分析、总结； 2. 制定热处理工艺方案，并实施热处理； 3. 完成对热处理后的SiC/2009铝基合金的显微组织观察、分析； 4. 测试不同工艺处理后的SiC/2009铝基合金的硬度； 5. 总结、分析实验结果，完成5000字以上的综合实验研究论文。 主 要 参 考 资 料 1. 李红英 ，郑子樵 ．高性能航空铝合金结构材料的动态研究[J]．湖南有色金属，2001,17（4）：36-38. 2. 王晓敏，董尚利，周 玉，陈贻瑞，《工程材料学》[M].2005,3,3 3. 董展全 ，周敬恩 ，严 文 等 ．Al-4.5Cu 合金热裂倾向的研究[J]．兵器材料科学与工程2003,26(1)：44-47. 指导教师 日 期 2011年10月21日 目录 第一章 绪论 1 1.1 2009铝合金概述 1 1.2 2009铝合金组织特性 1 1.3 SiC 颗粒增强铝基合金材料的力学性能 2 第二章 实验方法 3 2.1 实验材料 3 2.2 SiC增强的2009铝性能与组织观察 3 第三章 结果分析 4 3.1 SiC增强的2009铝合金热处理后组织分析 4 3.11 固溶处理分析 4 3.12 时效处理分析 5 第四章 结论 7 参考文献 8 第一章 绪论 1.1 2009铝合金概述 1906年，德国的Alfred wilm 首次发现Al-Mg 和Al-Cu-Mg合金的时效硬化现象。该系铝合金有良好的力学性能，强度大，又便于加工，而且密度小，可作轻型结构材料使用，广泛应用于航空、航天、汽车、机械等行业[1~2]。目前我国的2000系列铝合金代表2024、、2A02（LY6）。2000系列铝板的特点是硬度较高，其中以铜含量最高，大概在3-5%左右。2000系列属于航空铝材，目前在常规工业中不常应用。硬铝有良好的机械性能，强度大便于加工，密度小可作轻型结构材料一般的中，镁不超过2%。锰可提高强度和耐蚀性，但一般限制锰小于1%，加入少量的钛可细化晶粒，铁与硅均限制在小于0.5-0.6%，并希望铁硅比值大于等于一。的缺点主要有：1)耐蚀性不良，因此不得不在硬铝板材表面用轧制方法包一（纯铝厚度占板材厚度3-5%）成为包铝硬铝。时强度有所下降。2)固溶处理温度范围窄，小于此温度不能发挥最大强化效果，而超出上限温度，又有产生晶界“过”的可能使晶粒聚集受到破坏。3)焊接裂纹倾向大，用熔焊法有困难 3.8 1.4 0.05 0.14 余量 1.3 SiC 颗粒增强铝基合金材料的力学性能 SiC颗粒增强金属基复合材料(PMMC)具有比强度和比刚度高、弹性模量高、耐疲劳、耐磨损及热膨胀系数低等一系列优点，可以实现工业化生产，有利于生产过程的控制和成本的降低，特别是还可以通过组分及工艺条件的设计来灵活调节其性能，满足不同应用场合的要求。因此，在军事、航空航天和汽车等领域内都具有诱人的应用前景[4~5]。随着PMMC在这些领域内作为承力构件逐渐应用，对其力学性能的研究也得到重视。目前，国内外学者从增强颗粒特性、基体特性、增强颗粒与基体的交互影响以及试验条件等方面广泛研究PMMC的力学性能，研究结果表明，与未增强金属相比，加入增强颗粒有利于获得较长的综合性能以及使用寿命。2009铝合金中加入适量的SiC，可在保持其低密度