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随着社会的进步，制造业的飞速发展，材料乂向着轻量化方向发展，以减轻自重、 提高功率质量比，达到高速、高效、节能和减轻污染的冃的通过研究的铸造铝硅合金, 可将具视为可持续发展的材料z-o本课题是要通过向铝硅合金溶液中添加纳米氧化铝 粉体來改善铝硅合金的组织形态及其各方面性能本篇论文对添加氧化铝陶瓷粉体的ZL101金相组织、力学性能进行研究并进一步 讨论了不同纳米陶瓷粉体加入量以及不同种类的氧化铝陶瓷粉体加入对ZL101的金相 组织、力学性能的影响金相分析可知：添加纳米氧化铝粉体后，并没有起到增加核心、缩短晶粒在液态中 自由生长的时间和对晶粒的长大起到抑制作用，反而使合金的晶相组织晶粒粗化，使合 金的性能发生改变力学性能试验可知：ZL101中加入纳米氧化铝粉体后，与未加粉体的ZL101试样相 比，抗拉强度下降，拉伸延伸率有所提高，布氏硬度有所提高关键词：氧化铝瓷粉体；ZL10I；金相组织；力学性能ABSTRACTAlong with the development of the society, the rapid development of manufacturing and material development toward the lightweight direction, in order to reduce weight, improve power than quality, achieve high speed, high efficiency, energy saving and reduce pollution purpose.Through the research of cast aluminum silicon alloy, we can regard it as one of the sustainable development of the materiaL This topic is through the silicon aluminium alloy solution to add nanometer alumina powder to improve alusil alloy of organization and its various aspects performance.The paper systemically discusses the microstructure, mechanical property and brinell hardness of the ZL101 which is fixed with the porcelain powder of alumina. Further it discusses the influences on the zllOTs microstructure and mechanical property when added with difficult amounts of and different kind of porcelain powder of alumina.From the analysis of the microstructure we can know that: When added the nanometer alumina powder, ZLlOTs core increases, and the adding shortens the grain in the liquid freedom growth time, which in turn plays the role to control the growth of the grain and promotes the organization refinement, make sample organization distribution change.From the experiment of the mechanical properties we can know that: ZL101 with nanometer alumina powder, when compared with the ZL101 without nanometer alumina powder, drops the tensile strength, increases the tensile elongation and increases the brinell hardness.Key words: porcelain powder of alumina; ZL101; microstructure; mechanical properties第一章绪论 1.1课题背景和研究意义 11・2铝合金概述 1121铝合金的特性 21.2.2铸造铝硅合金的分类 21.2.3铝硅合金的应用 31.2.4铝硅合金的应用前景 41.3纳米陶瓷粉体 5131纳米陶瓷概述 51.3.2氧化铝陶瓷粉体概述 51.3.3纳米氧化铝陶瓷的发展与制备 5第二章试验材料与方法 72.1试验材料 72.2配料 72.3熔炼工艺 7231熔炼工艺流程 72.3.2 浇注 82.4金相试样制备 82.5力学性能试验 102.5」拉伸试验 1()2.5.2硬度检测 11第三章试验结果及分析 123.1铸态ZL101金相 123.1.1不同的变质剂对金相组织影响 123.1.2不同种类的氧化铝粉体对铸态金相组织影响 123.1.3不同的添加量对铸态金相组织影响 133.1.4纳米氧化铝粉体对ZL101金相组织的影响 143.2力学性能试验分析 1515163.2.1不同粉体对力学性能影响分析…3.2.2不同添加量对力学性能影响分析 第四章结论 20参考文献 22第一章绪论1.1课题背景和研究意义随着高科技日新月异的飞速发展，现代制造材料的构成发生了较大变化，高密度材料 使用比例下降，低密度材料使用比例上升。

轻金属材料应用范围不断扩大，向轻量化、 高性能、多功能、环保、易成形、再生和省能源方向发展铝合金有良好力学性能、较 高的比强度、比刚度和铸造性能；密度低（仅为钢的1/3）,便于运输、安装和使用；热导 率高，为123~170W伽・K）,是钢的4倍,可有效降低零部件冷却时间;导电性好,抗腐 蚀性优良，成形性好，易回收再生；冷切削加工性能优良，切削速度是钢的5倍,，可显 著缩短生产周期，提高工模具寿命，降低生产成本因此，铝合金广泛应用于航天航空、 军工、造船、矿山冶金、汽车和机械制造等工业本课题是在前期理论和试验研究的基础上，将改性陶瓷粉体的强韧化技术应用于铸 造铝合金中，并对不同的表面改性方法及不同种类的改性陶瓷粉体惊醒对铝合金组织及 性能的影响进行分析探讨在铸造过程中，将不同种类的改性陶瓷粉体加入到铸造铝合 金中，以期改善材料的组织形态，提高其性能，通过检测加入不同种类改性陶瓷粉体式 样的金相组织和力学性能，研究改性陶瓷粉体对铸造铝合金组织及力学性能的影响1・2铝合金概述铝合金是以铝为基的合金总称主要合金元索有铜、硅、镁、锌、镒，次要合金元 素有银、铁、钛、铝、锂等铝合金密度低，但比强度高，接近或超过优质钢，塑性好, 可加工成各种型材，具有优良的导电性、导热性和抗蚀性，工业上广泛使用，使用量仅 次于钢。

铝合金按加工方法可以分为变形铝合金和铸造铝合金变形铝合金乂分为不可热处 理强化型铝合金和可热处理强化型铝合金不可热处理强化型不能通过热处理來提高机 械性能，只能通过冷加丁•变形来实现强化，它主要包括高纯铝、工业高纯铝、T业纯铝 以及防锈铝等可热处理强化型铝合金可以通过淬火和时效等热处理手段來提高机械性 能，它可分为硬铝、锻铝、超硬铝和特殊铝合金等铝合金可以采用热处理获得良好的 机械性能，物理性能和抗腐蚀性能铸造铝合金按化学成分可分为铝硅合金、铝铜合金、 铝镁合金和铝锌合金⑴铸造铝合金的力学性能不如变形铝合金，但铸造铝合金有良好 的铸造性能，可以制成形状复杂的零件，不需要庞大的加工设备，并具有节约金属、降 低成本、较少工时等优点，按成分中铝Z外的主要元素硅、铜、铁、锌分为四大类变形 铝合金有很好的力学性能，适合于变形加丁按性能和实用特点不同，可以分为防锈铝、 硬铝、超硬铝和锻铝四大类121铝合金的特性1） 密度小铝及铝合金的密度接近2.7g / co?,约为铁或铜的1/302） 强度高铝及铝合金的强度高经过一定程度的冷加工可强化基体强度，部分牌号的铝合金还 可以通过热处理进行强化处理3） 导热导电性好铝的导电导热性能仅次于银、铜和金。

4） 耐蚀性好铝的表面易口然生成一层致密牢固的AI2O3保护膜，能很好地保护基体不受腐蚀 通过人工阳极氧化和着色，可获得良好铸造性能的铸造铝合金或加工塑性好的变形铝合 金5） 易加工铝合金具有良好的铸造性能由于熔点较低（纯铝熔点为660.23C,铝合金的浇注 温度一般约在730〜750C左右），故可以提高铸件的内在质量，尺寸精度和表面光洁程 度以及生产效率铝合金由丁•凝固潜热大，在重量相同条件下，铝液的凝固过程比铸钢 和铸铁长得多，流动性良好，有利丁•铸造薄壁和结构复杂的铸件并且在添加一定的合 金元素后，可获得良好铸造性能的铸造铝合金或加工塑性好的变形铝合金122铸造铝硅合金的分类在这类合金中Si是主要合金化元素，Si改善合金的流动性，降低热裂倾向，减少 疏松，提高气密性这类合金具有好的耐腐蚀性能和中等的机加工性能，具有中等的强 度和硬度，但塑性较低按合金中的Si含量多少，该系合金可分为共晶铝硅合金 （ZL102、YL102、ZL108、YL108 和 ZL109）、过共晶铝硅合金（ZL117 和 YL117）和亚 共晶铝硅合金（其余合金）亚共晶铝硅合金中属Al-Si-Mg系的合金有ZL101、ZL101A、ZL104、YL104、 ZL114A、ZL115和ZL116。

这类合金在成分上的主耍区别是：ZL104合金加入了 Mn, ZL115合金加入了 Zn, ZL116合金加入了 Ti和Be, ZL101A和ZL114A合金是用高纯 度的精铝作原材料，减少杂质含量这类合金具有良好的铸造性能，中等的力学性能和 良好的抗腐蚀性能，在工业中应用广泛属于Al-Si-Cu系的合金有ZL105、ZL105A、 ZL106、ZL110、ZLllk ZL107、YL112和YL113前五个合金含有 Mg,后三个合金 无Mg,但Cu含量偏高此外在ZL106和ZL111合金中还加入了少量的Mn和TioZLHO 合金的Cu含量高，Mg含量低Al-Si-Cu系合金具有良好的铸造性能，中等的力学性能, 抗腐蚀性能与Al-Si-Mg系合金相比较差，YL112和YL113合金主耍用作压铸合金，具 他合金用于砂型铸造、金属型铸造和精密铸造等〔現ZL102是典型的二元共晶铝硅合金，合金中Si的质量分数为10%-13%,该合金具 有优良的铸造性能，但力学性能和切削加工性能较差为了改善ZL102合金的室温和高 温力学性能，加入一定量的Mg, Cu和Mn,成为ZL108合金，使热膨胀系数小，耐磨 性能提高。

ZL109也是共晶铝硅合金，与ZL108合金相比，降低了 Cu含量，提高了 Mg含量，并且用Ni代替Mn,合金具有更好的耐热性ZL108和ZL109合金广泛地用 做内燃机的活塞YL102和YL108主要用作压铸合金过共晶铝硅合金中Si的质量分数一般超过15%o美国的390.0合金、德国的KS281 合金。