新型高强、高耐腐蚀铸造铝合金的研究

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A380(美国ASTM标准)铝合金作为广泛使用的铝合金,在汽车、电子电器等领域有重要的用途。但A380合金含Cu量较高(3.0~4.0wt%),导致其在潮湿环境中耐腐蚀性能较差,从而限制了 A380在工业中的应用。本课题以 A380合金为参考合金,研究开发出一种新的合金,使其力学性能、耐腐蚀性能均高于A380合金。  通过金属型铸造工艺制备了A380铝合金试样,对A380在不同状态下的力学性能进行了分析;用全浸泡腐蚀实验测定合金在不同浓度的NaCl溶液和不同腐蚀时间下腐蚀速率的变化;使用维氏硬度计标定合金表面区域,通过扫描电子显微镜、激光显微镜等分析手段研究了 A380合金形貌和相在腐蚀过程中的变化,为合金开发提供理论依据。  以A380合金为参考合金,新型合金开发选择了Si(8.5wt%,13wt%,18wt%)、Mn(0.5wt%,0.8wt%,1.1wt%)、Ni(0wt%,0.5wt%,1wt%)、Zn(0.5wt%,1wt%,1.5wt%)、Zr(0wt%,0.15wt%,0.3wt%)、Ti(0wt%,0.15wt%,0.3wt%)、V(0wt%,0.15wt%,0.3wt%)作为正交试验的因素和水平,通过标准正交表L27(37)设计实验,使用Minitab软件分析了元素对合金性能的影响规律,并优化出综合性能高于A380的新型合金,优化合金成分包括:13wt%Si,0.8wt%Mn,0.5wt%Zn,0.15wt%Zr,0.3wt%Ti,0.4wt%Mg,0.4wt%Fe,0.04wt%Sr,余量Al。  对优化合金进行验证实验,通过分析合金的金相组织、力学性能和失重腐蚀速率来评估优化性能,用电化学实验分析合金的腐蚀机理。验证发现优化合金的力学性能和耐腐蚀性能均优于A380合金。
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