热处理对SiC2009铝基合金组织与性能的影响.doc
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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
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