合金元素对新型耐热alti合金腐蚀性能的影响【字数：9972】
新型耐热Al-Ti合金具有好的比强度，耐热性，已经被广泛的应用于航空航天、汽车、生活等诸多领域。为了该系合金更好的应用在各个领域，研究该合金元素对合金性能的影响成为必然。本实验以新型耐热铝合金为基础，加入0.1%、0.5%、1.0%Ti，然后进行晶间腐蚀、剥落腐蚀和全浸泡腐蚀，通过对实验数据进行比较分析，观察合金腐蚀速率和合金元素Ti的含量是否有关。通过实验数据分析得当Ti含量为0.5%时，新型耐热Al-Ti合金耐晶间腐蚀性能最好，耐剥落腐蚀也最好和全浸泡腐蚀速率慢，含量为0.1%和1.0%时两者数据相差不大，耐晶间腐蚀和耐剥落腐蚀性能较差，全浸泡腐蚀速率较快。根据结果分析Ti的含量会影响新型耐热Al-Ti合金的腐蚀性能，当含量为0.5%时，合金耐腐蚀性能较好。
目录
1 绪论 1
1.1 耐热铝合金及其分类 1
1.2 AlTi合金发展以及应用 2
1.3 铝合金的腐蚀及其影响因素 3
1.3.1 铝合金的腐蚀 3
1.3.2 铝合金腐蚀性能的影响因素 4
1.4 本论文研究的主要内容 5
2 实验部分 6
2.1 实验仪器及设备 6
2.1.1 坩埚电阻炉和多功能控制器 6
2.1.2 箱式电阻炉和电热恒温干燥箱 7
2.1.3 数显恒温水浴锅 7
2.1.4 蔡司金相显微镜 8
2.2 实验前的准备 8
2.2.1 称量合金元素 8
2.2.2 熔炼试样 9
2.2.3 切割试样 9
2.3 实验过程 10
2.3.1 晶间腐蚀 10
2.3.2 剥落腐蚀 11
2.3.3 全浸泡腐蚀 11
2.4 SEM组织观察 12
3 实验结果和分析 13
3.1 微观组织分析 13
3.1.1 SEM组织 13
3.1.2 OM组织 13
3.2 晶间腐蚀 15
3.2.1 晶间腐蚀表面图 15
3.2.2 晶间腐蚀的腐蚀深度 15 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
3.3 剥落腐蚀 18
3.3.1 剥落腐蚀的表面图 18
3.3.2 剥落腐蚀的腐蚀深度 19
3.4全浸泡腐蚀 22
4结论 25
参考文献 26
致谢 27
1 绪论
1.1 耐热铝合金及其分类
耐热铝合金一般是指能在较高温度下使用而不软化或者变形的铝合金。固溶强化，过剩相强化和晶界强化是有效提高铝合金热强性的主要方法。耐热铝合金在高温下具有良好的耐热性、抗氧化性和较好的抗塑性变形（蠕变）能力和破坏能力，另一方面由于是铝合金，所以密度一般较小，可以广泛的应用在航空、航天、汽车和船舶等领域。
耐热铝一般分为铸造耐热铝合金，变形耐热铝合金以及新型耐热铝合金。铸造耐热铝合金可以分为几个系，比如：AlCu系，AlSi系。变形耐热铝合金也可分为几个系，如：为 AlCuMn 系和 AlCuMgFeNi 系以及耐热性更好的AlCuMgAg 系变形铝合金。新型耐热铝合金主要有AlFe、AlCr、AlTi。
铸造铝合金一般用于汽车领域，如装甲车的发动机和汽车发动机。这是由于传统的活塞材料的一些性能（高温强度、耐热性）已经达到了极限满足不了发动机的要求，在这种情况下耐热性和铸造工艺性较高的铸造铝合金进入了人们视野，而活塞的材料一般采用Al –Si合金。AlCu 系合金一般用于体积相对较小，形状简单的耐热铸件，该种类的合金的耐热性较好，能在300~350 ℃工作并且可以进行热处理强化，在各类Al合金中其耐热性也是最好的。
变形耐热铝合金主要分为有 AlCuMgFeNi 系列， AlCuMn 系列和 AlCuMgAg 列。AlCuMgFeNi系合金研究开发的比较早，如前苏联的AK4 1，和美国的2618合金。AlCuMn 系耐热铝合金则是应用较早，一般可在150~250
℃下使用，主要以2519、2219为代表，近几年又在前面一种合金的基础上开发了更好的C415、C416 两种。AlCuMgAg 系合金的耐热性则优于 AlCuMgFe
Ni 系列，可以在 200~250 ℃温度下长时间使用。在合金中加入一定量的Ag后，可以促进生成热稳定性的Ω 强化相。并且通过控制合金中不同元素的含量可以有效的影响合金的性能，比如：当合金中含有8%的Cu时可以是合金的室温抗拉强度达到559Mpa，室温时的抗拉强度也较高，能达到228Mpa。并且在断裂韧性方面也是优于于 AlCuMgFeNi 系列。
新型耐热铝合金是一种在快速凝固技术基础上衍生的耐热铝合金。合金主要是以AlFe、AlCr、AlTi为基体，然后在其中再适当添加一些 V、Mn、Nb、W、Zr、Mo、Ce 等元素。这类元素合金在经过快速凝固后得到的过饱和固溶体，在经过热加工后会析出细小弥散的亚稳强化相，这种强化相能有效地延缓晶界的迁移，可以使合金具有良好的高温强度。 其中AlFeVSi系的合金其综合性能较好，因为它的主要强化相体心立方 的Al12（Fe，V）3Si相在高温下不容易发生相转变和粗化。并且在这个基础上还开发了几种其他的铝合金。
1.2 AlTi合金发展以及应用
随着科技的发展和进步，对材料的要求将会越来越高，而铝钛合金由于其具有良好的性能，所以其研究日渐丰富。在20世纪，有研究者发现了几种元素能使纯铝及其合金的晶粒细化，如：Ti、Zr、B等。通过实验相比知道含有Ti元素的化合物对铝和铝合金的晶粒细化最为明显，因此开发了AlTi二元中间合金用于细化铝和铝合金的晶粒细化，到现在仍有一些企业用该方法细化铝合金的晶粒。目前AlTi合金的研究已经相对完善，并且应用到生活中的许多方面。
铝钛合金由于其具有好的抗蠕变能力和低的密度，被用于汽车方面，以减轻汽车的重量来达到节能减排的作用。其中日本由于其国情原因在此方面投入了大量精力，美国在这方面也进行了大量的研究。比如用Al8Ti 合金作为汽车轮毂的材料，不仅减轻了汽车的重量，还提高了轮毅的抗蠕变性能。在另一方面，镜面放射率高的AlTi合金也可作为车后视镜。随着对铝钛合金的大量研究，铝钛合金将会被更多的应用在汽车领域。
目录
1 绪论 1
1.1 耐热铝合金及其分类 1
1.2 AlTi合金发展以及应用 2
1.3 铝合金的腐蚀及其影响因素 3
1.3.1 铝合金的腐蚀 3
1.3.2 铝合金腐蚀性能的影响因素 4
1.4 本论文研究的主要内容 5
2 实验部分 6
2.1 实验仪器及设备 6
2.1.1 坩埚电阻炉和多功能控制器 6
2.1.2 箱式电阻炉和电热恒温干燥箱 7
2.1.3 数显恒温水浴锅 7
2.1.4 蔡司金相显微镜 8
2.2 实验前的准备 8
2.2.1 称量合金元素 8
2.2.2 熔炼试样 9
2.2.3 切割试样 9
2.3 实验过程 10
2.3.1 晶间腐蚀 10
2.3.2 剥落腐蚀 11
2.3.3 全浸泡腐蚀 11
2.4 SEM组织观察 12
3 实验结果和分析 13
3.1 微观组织分析 13
3.1.1 SEM组织 13
3.1.2 OM组织 13
3.2 晶间腐蚀 15
3.2.1 晶间腐蚀表面图 15
3.2.2 晶间腐蚀的腐蚀深度 15 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
3.3 剥落腐蚀 18
3.3.1 剥落腐蚀的表面图 18
3.3.2 剥落腐蚀的腐蚀深度 19
3.4全浸泡腐蚀 22
4结论 25
参考文献 26
致谢 27
1 绪论
1.1 耐热铝合金及其分类
耐热铝合金一般是指能在较高温度下使用而不软化或者变形的铝合金。固溶强化，过剩相强化和晶界强化是有效提高铝合金热强性的主要方法。耐热铝合金在高温下具有良好的耐热性、抗氧化性和较好的抗塑性变形（蠕变）能力和破坏能力，另一方面由于是铝合金，所以密度一般较小，可以广泛的应用在航空、航天、汽车和船舶等领域。
耐热铝一般分为铸造耐热铝合金，变形耐热铝合金以及新型耐热铝合金。铸造耐热铝合金可以分为几个系，比如：AlCu系，AlSi系。变形耐热铝合金也可分为几个系，如：为 AlCuMn 系和 AlCuMgFeNi 系以及耐热性更好的AlCuMgAg 系变形铝合金。新型耐热铝合金主要有AlFe、AlCr、AlTi。
铸造铝合金一般用于汽车领域，如装甲车的发动机和汽车发动机。这是由于传统的活塞材料的一些性能（高温强度、耐热性）已经达到了极限满足不了发动机的要求，在这种情况下耐热性和铸造工艺性较高的铸造铝合金进入了人们视野，而活塞的材料一般采用Al –Si合金。AlCu 系合金一般用于体积相对较小，形状简单的耐热铸件，该种类的合金的耐热性较好，能在300~350 ℃工作并且可以进行热处理强化，在各类Al合金中其耐热性也是最好的。
变形耐热铝合金主要分为有 AlCuMgFeNi 系列， AlCuMn 系列和 AlCuMgAg 列。AlCuMgFeNi系合金研究开发的比较早，如前苏联的AK4 1，和美国的2618合金。AlCuMn 系耐热铝合金则是应用较早，一般可在150~250
℃下使用，主要以2519、2219为代表，近几年又在前面一种合金的基础上开发了更好的C415、C416 两种。AlCuMgAg 系合金的耐热性则优于 AlCuMgFe
Ni 系列，可以在 200~250 ℃温度下长时间使用。在合金中加入一定量的Ag后，可以促进生成热稳定性的Ω 强化相。并且通过控制合金中不同元素的含量可以有效的影响合金的性能，比如：当合金中含有8%的Cu时可以是合金的室温抗拉强度达到559Mpa，室温时的抗拉强度也较高，能达到228Mpa。并且在断裂韧性方面也是优于于 AlCuMgFeNi 系列。
新型耐热铝合金是一种在快速凝固技术基础上衍生的耐热铝合金。合金主要是以AlFe、AlCr、AlTi为基体，然后在其中再适当添加一些 V、Mn、Nb、W、Zr、Mo、Ce 等元素。这类元素合金在经过快速凝固后得到的过饱和固溶体，在经过热加工后会析出细小弥散的亚稳强化相，这种强化相能有效地延缓晶界的迁移，可以使合金具有良好的高温强度。 其中AlFeVSi系的合金其综合性能较好，因为它的主要强化相体心立方 的Al12（Fe，V）3Si相在高温下不容易发生相转变和粗化。并且在这个基础上还开发了几种其他的铝合金。
1.2 AlTi合金发展以及应用
随着科技的发展和进步，对材料的要求将会越来越高，而铝钛合金由于其具有良好的性能，所以其研究日渐丰富。在20世纪，有研究者发现了几种元素能使纯铝及其合金的晶粒细化，如：Ti、Zr、B等。通过实验相比知道含有Ti元素的化合物对铝和铝合金的晶粒细化最为明显，因此开发了AlTi二元中间合金用于细化铝和铝合金的晶粒细化，到现在仍有一些企业用该方法细化铝合金的晶粒。目前AlTi合金的研究已经相对完善，并且应用到生活中的许多方面。
铝钛合金由于其具有好的抗蠕变能力和低的密度，被用于汽车方面，以减轻汽车的重量来达到节能减排的作用。其中日本由于其国情原因在此方面投入了大量精力，美国在这方面也进行了大量的研究。比如用Al8Ti 合金作为汽车轮毂的材料，不仅减轻了汽车的重量，还提高了轮毅的抗蠕变性能。在另一方面，镜面放射率高的AlTi合金也可作为车后视镜。随着对铝钛合金的大量研究，铝钛合金将会被更多的应用在汽车领域。
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