高強高韌鋁硅合金(A357)及工藝的研究可行性研究報告

高強高韌鋁硅合金〔A357〕及工藝爭論可行性爭論報告一、選題的必要性產(chǎn)業(yè)政策及工程的意義產(chǎn)業(yè)政策：本工程所處技術(shù)領(lǐng)域為材料工藝。爭論開發(fā)材料工藝，有利于促進我國制造業(yè)科技進步，增加企業(yè)競爭實力，符合我國產(chǎn)業(yè)政策，是國家大力扶持的技術(shù)領(lǐng)域。隨著國民經(jīng)濟快速進展，部件輕量化和環(huán)保要求日益高漲，鑄件越來越薄，這要求合金力學(xué)性能越來越高。為此，開發(fā)高強高韌合金材料是國內(nèi)外重點進展方向。高強高韌鋁硅合金A357具優(yōu)良的鑄造性能和力學(xué)性能而廣泛用于航空、A357σ≥320MPa,延長率δ＞5%，但b3%.遠(yuǎn)不能滿足航空、航天等行業(yè)A357能滿足企業(yè)的產(chǎn)量與質(zhì)量要求.為此，洪都集團等企業(yè)急需解決此技術(shù)問題。國內(nèi)外進呈現(xiàn)狀A(yù)357鑄造鋁硅合金由美國在20世紀(jì)50年月末研制而成。目前我國高強高韌ZL114A：6.5-7.5%Si、0.45-0.75%Mg、0.08-0.25%Ti、0.07%Be、0.2%Fe、0.1%CuAl.由于此合金的化學(xué)成分范圍較寬，依據(jù)此成分，國內(nèi)企業(yè)難于生產(chǎn)高性能、且質(zhì)量穩(wěn)定的合金鑄件。基于這種現(xiàn)狀，國內(nèi)哈爾濱工業(yè)大學(xué)、北京航空航天材料所等近年致力A357Si、Mg用及其它強化元素的添加等缺乏系統(tǒng)的爭論，尚不能滿足于工業(yè)生產(chǎn)。α-Al+共晶〔α-Al+Si〕.就生產(chǎn)工藝而言，Siα-Al的進展方向。A357MgSiα-Al2析出，從而提高合金的性能。由于國內(nèi)對固溶處理溫度、淬火介質(zhì)準(zhǔn)時效溫度、保溫時間等對強化相MgSi析出、分布、顆粒大小的影響爭論不深入，致使企業(yè)熱2A357能滿足性能要求。綜上所述，國內(nèi)外的爭論者主要通過①優(yōu)化合金成分；②改進生產(chǎn)工藝，提，表現(xiàn)為生產(chǎn)工藝不完善，有待深入爭論。工程先進性對相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)進步的推動作用A357σb≥320MPa,延長率δ＞5%A357藝水平上一臺階，性能到達國內(nèi)外要求，轉(zhuǎn)變省內(nèi)洪都集團花巨資外購A357鑄件的現(xiàn)狀。另一方面，我省重稀土資源豐富。本工程承受重稀土釔對合金進展細(xì)化變質(zhì)—--釔中間合金產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)生，促進重稀土釔在鋁合金中的推廣應(yīng)用，由此進一步提高鋁合金的性能。工程目前進展?fàn)顩rAlSi7Mg0.30.2-0.3%Y〔AlSi7Mg0.320232，這為釔在A357洪都集團為提高該合金的力學(xué)性能進展了近半年的材料、工藝探究，積存了肯定的閱歷。針對省內(nèi)企業(yè)A357單位---南昌大學(xué)與工程協(xié)作單位---洪都集團聯(lián)合成立了科研攻關(guān)小組，目前已完成工程查閱資料、前期試驗數(shù)據(jù)的整理及原材料的預(yù)備工作，下一步將進入試驗階段。二、技術(shù)方案1、工程技術(shù)關(guān)鍵點或創(chuàng)點，工程完成時到達的技術(shù)水平A357A357〔如SiMgBeTi制高性能的A357合金化學(xué)成分。②的合金熔體處理工藝：擬承受鈦〔硼、重稀土釔替代現(xiàn)有的鈦、鍶〔鈉鹽〕細(xì)化變質(zhì)工藝，以提高對合金組織的細(xì)化變質(zhì)效果：技術(shù)關(guān)鍵：①本爭論以鈦、硼作為細(xì)化劑細(xì)化基體晶粒，重稀土釔為變質(zhì)劑變質(zhì)〔固溶溫度、保溫時間、淬火溫度、時效處理工藝〔時效溫度、保溫時間〕MgSi2的分布、大小間關(guān)系是提高合金性能的關(guān)鍵。工程完成時到達的技術(shù)水平:預(yù)期到達國內(nèi)先進水平，填補省內(nèi)空白，通過省級2-32、工程技術(shù)方案工程爭論開發(fā)內(nèi)容：①開發(fā)高性能的A357合金：通過試驗優(yōu)化A357合金的成安排比〔Si、Mg、Be、Ti，在此根底上，添加鋯、重稀土釔等強化A357合金熔體處理工藝，提高對合金組織的細(xì)化變質(zhì)效果：擬承受鈦〔硼、重稀土釔替代現(xiàn)有的鈦、鍶〔鈉鹽〕、時效處理工藝〔時效溫度、保溫時間。生產(chǎn)技術(shù)、工藝流程：以純鋁、純鎂、Al-Be中間合金等為原材料。承受電阻爐、2 6進展固溶、時效處理。技術(shù)路線為：原材料----熔化----熔體處理〔精煉、細(xì)化變質(zhì)〕----鑄造成型 固溶、時效。試驗方案：在上述工藝條件下，利用正交分析方法，配制不同成分的A357合金，Si、MgBeTi〔B、Y，同樣通過組織分析與性能檢測，獵取合理的熱處理工藝。主要技術(shù)參數(shù)：本工程的主要技術(shù)參數(shù)為：合金化學(xué)成分，抗拉強度σ延長b、間。3、工程技術(shù)質(zhì)量指標(biāo)工程執(zhí)行中華人民共和國航空航天部航空工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)HB5480—91.6.5-7.5%Si、0.45-0.75%Mg、0.1%Mn、0.08-0.25%Ti、0.1%Zn、0.1%Cu、Fe≤0.2%Al.力學(xué)性能：抗拉強度σb

≥320MPa,延長率δ＞5%4、工程執(zhí)行過程中各階段目標(biāo)2023.1----2023.6 料預(yù)備工作等2023.7---2023.12 A357處理工藝試驗及樣品加工、檢測.2023.1---2023.6 A357理工藝的生產(chǎn)性試驗.2023.7---2023.12 樣品送檢，預(yù)備鑒定材料并鑒定.5、工程經(jīng)費預(yù)算狀況本工程屬國有大型企業(yè)材料工藝科技攻關(guān)，以解決生產(chǎn)中的技術(shù)難題，工程協(xié)作及工程應(yīng)用單位---洪都集團有完善的試驗、生產(chǎn)設(shè)施。所以，工程無需大投資，只需局部研制費用，便可取得良好的效果。表一.

序序數(shù)設(shè)備名稱 規(guī)格型號 單位 號 量()1數(shù)顯模塊式溫1200℃臺20.40.8控儀2金屬模具非標(biāo)件20.250.5表二.序金額序金額使用時名 稱 單位 數(shù)量號 (萬元) 1開發(fā)費工程開發(fā)人員費0.52023原材料動力費22023檢測費22023調(diào)研費12023查費0.22023技術(shù)詢問費0.52023轉(zhuǎn)讓、合作費2設(shè)備費申請三項經(jīng)費資申請三項經(jīng)費資1.32023助設(shè)備：3試制費人員費0.52023.1原材料動力費22023.1檢測費12023.14鑒定驗收費12023.7三、工程實施支撐條件1本工程屬產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合，技術(shù)來源于工程擔(dān)當(dāng)單位---南昌大學(xué)材料學(xué)院在鋁第三方技術(shù)來源。工程來源于企業(yè)，并將效勞于企業(yè)。工程完成后，由洪都集團應(yīng)用并推廣。2工程的主要擔(dān)當(dāng)單位---南昌大學(xué)材料學(xué)院有較完備的水電設(shè)施及工程研制儀、大型金相顯微鏡、萬能電子拉伸試驗機、各種硬度儀、輝光直讀光譜儀等。保本工程的執(zhí)行。3、工程申請單位人才資源狀況84450%.具體狀況見下表：負(fù)責(zé)負(fù)責(zé)人主要參加人員姓名性別年齡職務(wù)職稱學(xué)歷所學(xué)專業(yè)現(xiàn)從事專業(yè)所在單位章愛生男43副教授、碩士鑄造金屬材料南昌大學(xué)材料學(xué)科主任學(xué)院教授級高甘奎男50級工程本科鑄造鑄造洪都集團公司師、總冶金師張萌女44教授博士金屬材金屬材料南昌大學(xué)材料學(xué)料院萬里鵬男32工程師本科金屬材金屬材料洪都集團公司料李浩如男29工程師本科鑄造鑄造洪都集團公司張少英女42工程師本科鑄造鑄造洪都集團公司丁巖男37試驗師本科冶金冶金南昌大學(xué)材料學(xué)院金屬材南昌大學(xué)材料學(xué)周潘兵男金屬材南昌大學(xué)材料學(xué)周潘兵男42副教授本科金屬材料料 院〔教授級高級工程師、兩位副教授、四位中級工程技術(shù)人員組成。組成人員長期在鑄造、金屬材料專業(yè)從事科研、生產(chǎn)工作，生疏工程的生產(chǎn)工藝和進展趨勢，是一支高素養(yǎng)、精干的科研隊伍。四、工程預(yù)期經(jīng)濟效益1、預(yù)期市場需求本工程屬洪都集團急于解決的技術(shù)問題，工程完成后，由洪都集團直接在生產(chǎn)中應(yīng)用。另一方面，正如前述，國內(nèi)多數(shù)企業(yè)由于A357A357合金用量的越來越大，企業(yè)對A357內(nèi)推廣應(yīng)用潛力很大。2A357國內(nèi)外性能指標(biāo)，具高附加值。以省內(nèi)某大型企業(yè)現(xiàn)狀為例，該企業(yè)每年外購某A357101間巨大。本工程實施后，該企業(yè)完全可以利用自身的工藝條件生產(chǎn)上述部件，僅這一部件便可盈利數(shù)百萬元。所以本工程盈利水平高。3目前國內(nèi)航空、航天、機械行業(yè)的企業(yè)大都具備生產(chǎn)A357條件，且有肯定的生產(chǎn)力量和供貨要求，僅是受材質(zhì)、工藝落后的制約。本工程實施后，通過嚴(yán)格掌握合金的化學(xué)成分，改進原有生產(chǎn)工藝，可使企業(yè)批量生產(chǎn)本工程的爭論成果，無需設(shè)備等設(shè)施投入，實施風(fēng)險小。五、工程估量社會效益、環(huán)境效益1A357階，性能到達國內(nèi)外要求，轉(zhuǎn)變省內(nèi)企業(yè)巨資高價外購A357補省內(nèi)空白，有利于國家航空航天、軍工、機械制造業(yè)的技術(shù)進步。2我省重稀土資源豐富。本工程承受重稀土釔對合金進展細(xì)化變質(zhì)處理，有利于釔資源的開發(fā)利用。具體來講，可帶動鋁—--釔中間合金產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)生，促進重稀土釔在鋁合金