低温(-40℃)ZL104冲击载荷性能研究

 低温(-40℃)ZL104冲击载荷性能研究

 
摘要:铝有比较好的塑性及良好的抗腐蚀性,适合在各种压力下加工。目前社会上对铝合金的研究大多集中在它的机械性能、铸造性能和热处理性能,缺失低温冲击载荷下的动态性能的研究,大大的限制了铝合金在制造上的应用。在此,研究ZL104在低温(-40℃)的冲击载荷下的性能,为铝合金之后的制造与设计提供一部分的材料依据。
本篇文章采用了金相分析及夏比摆锤冲击试验等方法研究了在低温(-40℃)下对ZL104的冲击载荷性能,后期并通过光学显微镜观察其微观形态,有利于了解合金的冲击载荷性能。
最后的实验结果表明:在低温(-40℃)的环境下,ZL104能正常维持工作,其冲击载荷性有所保障。
通过本文研究发现ZL104铝合金在(-40℃)的平均冲击功为1.49J,平均冲击韧性为20.70KJ/m2。
 
关键词:冲击载荷;铝合金;夏比摆锤冲击试验;金相分析
 
Study on impact load performance of ZL104 at low temperature (-40℃)
Abstract: Aluminum has good plasticity and good corrosion resistance,suitable for processing under various pressures.At present,most of the researches on aluminum alloy focus on its mechanical properties,casting properties and heat treatment properties,and the study of dynamic properties under the absence of low temperature impact load,which greatly limits the application of aluminum alloys in manufacturing.In the paper,the properties of ZL104 under impact load at low temperature (40℃)are studied,which provides a part of material basis for the manufacture and design of aluminum alloy.
In the paper,metallographic analysis and Charpy pendulum impact test were used to study the impact load properties of ZL104 at low temperature(-40℃).In the later stage, the microstructure of ZL104 was observed by optical microscope, which is helpful to understand the impact load properties of the alloy.
The experimental results show that the ZL104 can work normally under low temperature (-40 ℃) and its impact load performance is guaranteed.
The average impact power of ZL104 aluminum alloy ( -40℃) is 1.49J and the mean impact toughness is 20.70kj/m2
 
Keywords: Impact load; aluminum alloy; Charpy pendulum impact test; metallographic analysis
 
 
 
 
 
 
 
目录
第一章  绪论 3
1.1对铸造铝合金的介绍与了解 3
1.1.1铸造铝合金的介绍 3
1.1.2.铸造铝合金的冲击载荷及冲击韧性 7
1.2生产工艺及发展情况 8
1.2.1 ZL104铝合金的研究进展 8
1.2.2铸造铝合金低温冲击性能的研究情况 8
1.2.3铸造铝合金的发展方向与应用前景 8
第二章试验设备、试验材料及方法 10
2.1试验装置及原理 10
2.2 实验材料及方法 11
2.2.1 实验材料 11
2.3实验材料的制备 12
2.3.1.夏比摆锤冲击试验(-40℃)的试样制备 12
2.3.2.夏比摆锤冲击试验(-40℃)的试验方法 12
2.4.金相试样制备及微观组织观察 13
2.4.1.试样的加工 13
2.4.2.试样的镶嵌 13
2.4.3.试样的预磨 13
2.4.4.试样的抛光 14
2.4.5.试样的腐蚀 14
第三章实验结果及分析 15
3.1 低温(-40℃)的ZL104冲击断口的金相分析 15
3.2 对ZL104铝合金的实验结果分析 20
第四章结论与展望 22
总结与致谢 23
 
 
第一章  绪论
1.1对铸造铝合金的介绍与了解
1.1.1铸造铝合金的介绍
铸造铝合金的合金体系和变形铝合金的合金体系在很大程度上有着相似性,同时还具拥有相似的机理,但是它们也有不同的地方,则非相似性呈现在铸造合金所含硅的比例几乎都多于变形合金所含的比例。
强化元素以及共晶型元素都是铸造铝合金大量拥有的元素,有利于合金的流动性,便于把铸造时的工件的收缩缝修饰起来。现如今,汽车产业会大幅度的使用铸造铝合金材料,涉及的方面很广,例如汽车发动机的轮毂部分,壳体部分、活塞部分等方面。
根据主要的合金元素将铸造铝合金分为如下四种合金。
(1)铝硅系合金:硅铝合金广泛应用在缸体、壳体、框架记忆箱体等构件中。铜和镁元素的一定量的加入,铸造铝合金的耐热性以及力学性能会有所改善。
(2)铝铜合金:为了提高合金化的性能,则需要把铜元素的占比控制在百分之四点五到百分之五点三的范围内。
(3)铝镁合金:它是这几类合金中密度最小的一种。例如飞机的机匣子和螺旋桨与雷达以及起落架都会用到此类合金。
(4)铝锌系合金: 淬火后的铸件不需要通过热处理方可应用,待变质热处理操作完成结束,工件的强度有所提升。。
铸造铝合金也有缺点。下面对缺陷进行简述。对其提出缺陷特征以及形成原因。同时总结改善方法。
参考文献
 [1]席红梅.实型铸造ZL104组织及性能研究[D].石家庄:河北科技大学,2017:65-72.
[2]何洛勃涅夫等著.机械工业出版社有色金属铸造手册[M].北京:机械工业出版社,1966:182-188.
[3]白静,陈欣.夏比冲击试验结果主要影响因素[J].2009(18):51.
[4]刘安静,谢水生.铝合金材料应用与开发[M].北京:冶金工业出版社,2011:206-270.
[5]蒲存祺.高应变速率下EW镁合金的各向异性[D].无锡:无锡职业技术学院,2017
 
 

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