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《活塞用鋁硅合金中硅相對(duì)高溫疲勞性能的影響》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。
1、密級(jí)無(wú)分類號(hào)TG146XI’ANTECHNOLOGICALUNIVERSITY碩士學(xué)位論文題目：活塞用鋁硅合金中硅相對(duì)高溫疲勞性能的影響作者：曹思婷指導(dǎo)教師：郭永春教授申請(qǐng)學(xué)位學(xué)科：材料加工工程2018年5月4日活塞用鋁硅合金中硅相對(duì)高溫疲勞性能的影響學(xué)科：材料加工工程研究生簽字：指導(dǎo)教師簽字：摘要活塞是內(nèi)燃機(jī)中承受高溫高壓且高速運(yùn)動(dòng)的關(guān)鍵零部件，它的疲勞性能直接關(guān)系到發(fā)動(dòng)機(jī)的可靠性及耐久性。隨著發(fā)動(dòng)機(jī)升功率密度的不斷提升，對(duì)活塞材料在高溫下的疲勞性能提出了新的挑戰(zhàn)和要求。因此，研究Al-Si活塞合金的疲勞性能
2、具有理論和現(xiàn)實(shí)意義。本文以西安工業(yè)大學(xué)復(fù)合材料研究所提供的Al-Si-Cu-Mg-Ni系多元活塞合金為實(shí)驗(yàn)材料，分別制備不同初生Si尺寸（10~20μm、20~30μm、30~40μm）的活塞合金，經(jīng)熱等靜壓工藝處理，再經(jīng)T6熱處理后，測(cè)定合金在不同應(yīng)力下的室溫、高溫（350℃、425℃）旋彎疲勞性能。在此基礎(chǔ)上，測(cè)定僅通過(guò)T6熱處理的活塞合金在350℃時(shí)的旋彎疲勞S-N曲線，計(jì)算中值疲勞強(qiáng)度。通過(guò)光學(xué)顯微鏡（OM）、掃描電子顯微鏡（SEM）等儀器研究了不同溫度下的疲勞性能和斷口形貌特征，系統(tǒng)分析合金顯微組織中
3、Si相尺寸和疲勞性能之間的關(guān)系，探究該合金疲勞斷裂機(jī)制，從而為該材料的工程化安全應(yīng)用提供參考依據(jù)。具體研究結(jié)論如下：（1）未熱等靜壓處理時(shí)，試樣表面處的孔洞類缺陷是裂紋萌生的主要原因?？锥纯纱蟠蠼档推诹鸭y萌生門(mén)檻值，疲勞總壽命在試樣表面處的孔洞影響下主要為裂紋擴(kuò)展時(shí)的壽命。熱等靜壓處理后，孔隙率得到很好的降低，消除了孔洞對(duì)裂紋萌生的作用，疲勞測(cè)試值分散性降低。（2）在室溫、350℃、425℃條件下，活塞合金疲勞壽命隨應(yīng)力增加而減少。當(dāng)應(yīng)力相同時(shí)，疲勞壽命隨初生Si粗化程度增加呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。高溫下，初生Si相尺
4、寸對(duì)合金疲勞壽命的影響較室溫時(shí)小。（3）當(dāng)活塞合金中Si相尺寸小且形貌較圓整時(shí)，疲勞載荷作用下的裂紋易萌生于Al與Si的界面處，沿晶界擴(kuò)展。裂紋在Si相尺寸較小時(shí)擴(kuò)展路徑曲折偏轉(zhuǎn)次數(shù)多，裂紋偏轉(zhuǎn)消耗能量大路徑長(zhǎng)，裂紋擴(kuò)展較慢。（4）T6熱處理狀態(tài)下，初生Si尺寸在20~30μm的Al-Si-Cu-Mg-Ni活塞合金，其350℃的中值疲勞強(qiáng)度達(dá)到50MPa。裂紋多萌生于試樣表面的孔洞處，并優(yōu)先沿Al基體進(jìn)行擴(kuò)展，在Al基體上形成疲勞條帶。當(dāng)遇到較大Si相或金屬間化合物時(shí)，主要以穿晶方式擴(kuò)展，遇到尺寸較小形態(tài)較圓整
5、的Si相或金屬間化合物時(shí)，主要以繞過(guò)方式擴(kuò)展。關(guān)鍵詞：鋁硅合金；硅相；高溫疲勞；高周疲勞EffectofSiliconphaseonFatiguePropertiesinAl-SiPistonAlloyatHighTemperatureDiscipline:MaterialsProcessingEngineeringStudentSignature:Supervisor:AbstractPistonofinternalcombustionisamovingcomponentworkinginbothhighte
6、mperatureandpressure.Fatigueofpistonisvitaltothereliabilityanddurabilityoftheengine.Risingpowerdensityofenginedemandscontinuouslyimprovingfatiguepropertiesofthematerialsforpiston.Therefore,researchonfatiguepropertiesofAl-Sialloyisvaluable.Al-Si-Cu-Mg-Nipisto
7、nalloywhichprovidedbycompositematerialresearchinstitutionofXi`anTechnologicalUniversitywaschosentostudyitsfatigueinthispaper.MedianoffatiguestrengthwascalculateddependingonrotarybendingfatigueS-Ncurveat350℃.Andthen,pistonalloycontainingdifferentprimarySi(10~
8、20μm,20~30μm,30~40μm)wereprepared.AfterHotIsostaticPressingprocess,T6heattreatment,rotarybendingfatigueperformanceofthealloyatroomtemperatureandhightemperature(350℃,425℃)indifferentstresseswered
