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基于TRIZ理论在铝合金细化中的应用

金属171 郭某某

(XX科技大学 材料科学与***，**_*，266042)

摘要：借助Triz理论原理-借助中介物原理 反向作用原理解决细化剂分解分散问题

实验题目： Triz理论在铝合金细化中的应用

实验目的：铝合金按照加工方式可以分为变形铝合金和铸造铝合金，而目前被广泛研究的发动机材料，铝硅合金属于铸造铝合金。铝硅合金的铸造性能优异，可铸造成复杂形状的零件，由于合金中硅元素的存在，合金的流动性得到显著增加，这就使得铝硅合金的铸造性能进一步提升，并且硅的存在还降低了材料的热膨胀系数，由于汽车的发动机需要在高温的环境下工作，低的热膨胀系数使合金的热裂倾向降低，使材料在高温环境下的稳定性有效地提高，确保了发动机在高温高压高速的条件下能够安全、长效、稳定的运行。由于以上优点，铝硅合金在相关领域的应用越来越朝着高硅铝合金方向发展，由传统的共晶铝硅合金向硅含量更高的过共晶铝硅合金方向发展。但是，随着硅含量的增加，在没有经过细化处理的铸造铝硅合金的组织中会出现粗大的板块状的初晶硅、五星花瓣状，带有明显的尖角，极易造成应力集中，对基体产生割裂的影响，导致合金的力学性能显著下降，制约了铝硅合金的应用；除初晶硅之外，常规铸造合金中的共晶硅呈长针状，降低合金的力学性能，同时切削性能也受到严重影响。因此，对 内容过长，仅展示头部和尾部部分文字预览，全文请查看图片预览。 为试剂，将碳酸氢铵溶于氨水后用硝酸铝进行滴定，直至生成沉淀。将沉淀提取出，并用去离子水冲洗三遍，烘干，得到碳酸铝氨结晶。反应方程式。

将制备得到的碳酸铝氨与铜粉球磨均匀，压片后850℃高温烧结，使碳酸氯铵分解生成γ-三氧化二铝。通过X-射线衍射观察碳酸氯铵的分解产物确定是否为γ-三氧化二铝。

将分散剂置入900℃的熔融铝硅合金溶液中，熔融并浇铸。观察浇注产物金相组织，分析细化效果。

细化剂优点：γ-三氧化二铝属立方紧密堆积晶体，同Si的晶体结构相似，晶格常数a=0.514nm，同Si的晶格常数相近，在1200度以下稳定存在，确保了γ-Al2O?能在铝熔液中稳定存在充当异质形核核心经过细化后的过共晶铝硅合金中的初晶硅得到明显细化，在组织中均匀地分布着细小的初晶硅，合金的性能将会得到显著提高。Al2O3的制备方法中不会产生有毒气体，不产生沉淀，通过对过共晶铝硅合金的变质处理可以显出提高其性能，可以满足多种领域的应用，且该作品制备流程简单，如果实验效果好，可进行规模化生产。

参考文献：Qinglin Li , Tiandong Xia , Yefeng Lan , Wenjun Zhao , Lu Fan , Pengfei Li .Journal of Alloys and Compounds 577 (2013) 232–236

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