乌克兰汽车零部件高强度铸造铝合金技术合作.doc

用于汽车零部件的、有良好铸造性能的高强度铸造铝合金的研发 一、技术目的 该项目的目的是研究出一种新的具有Al-Mg-Si三元系统的高强度铸造共晶((-Al+Mg2Si)合金金属（ASM合金）系统，并确定出其冶炼工艺参数及其热处理工艺程序。在这个技术框架内将要确定各主要合金的比例——Al - (6-12) Mg - (2.8-6) Si，以及掺杂（Cr, Ti, Mn）成份的份量和其它成份的含量(0.05-7.0)。根据合金用途的不同，其机械强度也将不同，这将大大提高材料的可操作参数性能。项目的结果将是建立一种新的高强度共晶合晶，并研究出其生产工艺。 我们的合金试验室样品的初步机械性能已达到以下水平： 1、极限抗拉强度 430—470 兆帕（MPa） 2、屈服强度 340—375 MPa 3、拉伸可达 2 % 4、硬度 HV 1200-1350 MPa 5、极好的铸造性能 我们认为新合金的抗疲劳度将比356合金大 20-30%。 二、技术背景 下面这个表列出了新的ASM合金与一些商业合金在机械性能与铸造性能方面的比较 合金 机械性能 可铸造水平（1到5） (B, MPa (0.2, MPa (, % AЛ19 (АК5) (Al-Cu) 330 - 370 260 - 280 4 - 5 3 AЛ9 (АК7ч) (Al-Si) 220 - 262 165 - 207 2 - 6 5 研发的 ASM合金 430 - 470 340 - 375 1.2 - 2.0 5 这样，新的ASM合金将节约材料和能源消耗，同时机械加工用量也将降低。 早些时候一些专家在如何平衡合金的多成份系统及其设计原理方面作了一些理论和实验研究，乌克兰专家在此基础上，对铸造三元Al-Mg-Si系统铝合金进行了研究，并提出了专利申请。接下来的研究工作将是要研发出一种新的、机械性能和铸造性能都大大提高的铸造合金。 Milman教授的科研小组在乌克兰—韩国合作中具有很丰富的经验。其合作成果之一就是创造出了Al-Si-Mg合金，韩国机械和材料研究所与乌克兰国家科学院的研究所拥有共同专利。 三、技术细节 1、研发进度 头一年： --- 对含Mg2Si的多成份铝合金的均衡相进行分析，并选取出其基础成份和合金系统，以获得其分配和固溶强化机制和工艺。在对合金系统进行优化时，要把共晶合金的共晶转换凝聚温度参数、热稳定性和相成份等因素考虑进去。要确定其机械性能水平。 --- 对ASM 合金热处理工艺程序进行研发，确定其结构稳定分散的加强粒子本体里的结构组成，这种组成不应与共晶群相互作用。对其结构和性能质量进行研究。 第二年： ---确定合金热处理后的机械性能（拉伸强度、屈服强度和耐疲劳度）以及共晶ASM合金微结构之间的关系和性能。对合金成份进行调节； ---确定ASM合金的铸造性能； ---研究出融炼工艺（使用主合金、供料方法、对熔体进行改善以防止熔体氧化及吸附上氢等）； ---对熔体进行加工以减少氧化和含氢物量。 确定出合理的融炼温度和时间（熔体过加热温度、过加热持续时间、确定合理的浇铸温度等）。. 2、设备和产品 乌方已有在本项目框架内开展一系列工作的科研人员和技术基础，项目设备： ---生产主合金的，具有非融化钨电极MIFI-9-3的电弧融炼炉； ---用于生产锭的感应冶炼炉； ---X射线衍射仪DRON-2,0, DART-UM1； --- 带有数码相机的光学金属相显微镜NEOPHOT-32 和MIM-10； ---透射电子显微镜JEM-2100F； ---有X射线微分析仪Superprobe-733的电子扫描显微镜； ---热分析设备TA-1； ---用于各种热分析的设备VDTA-8； ---用于退火的电阻炉； ---显微硬度检测仪PMT-3； ---维氏硬度检测仪； ---用于机械测试的机器“Ceramtest”； ---在升高温度时进行机械测试的机器1253-U-2-2； ---对金属相样品进行研磨和抛光的机器； ---电脑设备。 3、方案示意 4、 技术优点 新合金的特别优点在于它同时具有高强度和优越的铸造性能。把这种新的ASM合金用于将来的汽车上（气缸盖、轴承、连轴节、连接杆等）将为减轻汽车总重量作出具大贡献。众所周知，重量的减轻意味着油耗的减少：每一公斤重量将减少10升油，这将减少海量的用油。以每年1千六百万辆车计算，减轻30%重量的节油量为43200M€。 5、工业应用领域 新型轻质高强度铸造铝合金可以与汽车、航空、航天及造船工业用铝合