鑄造耐熱鋁合金可應用在兵器、船舶、航空航天和汽車等領域[1]
用鑄造鋁合金來替代鑄鐵制造汽車發動機，可減輕自身重量并顯著提高燃油的效率[2,3,4,5,6]
在汽車發動機的部件中，100%的活塞、85%的進氣管和75%的氣缸蓋的制造都使用鋁合金[7,8,9]
目前傳統的鑄造鋁合金的高溫性能已經接近極限，不能滿足汽車發動機的發展需要
例如，使用在250~400℃高溫環境中作為發動機關鍵部件的活塞[10]，承受著20~300℃的熱疲勞作用
這就要求，在保證活塞合金室溫強度的條件下盡可能提高其高溫性能
鑄造Al-Si系耐熱合金有良好的鑄造性能、較高的耐磨性和易加工等特點，可用于制造活塞
齊廣慧等[11]研究了二元Al-Si合金的力學性能與顯微結構的關系，發現Sr變質的二元Al-Si合金的力學性能在共晶點附近達到最大值，近共晶成分的Al-Si合金具有良好的綜合性能
但是由于其高溫性能有限，需要進行合金化提高以其高溫性能
添加Cu、Ni、Mg等元素形成Al3Ni、Al7Cu4Ni、Al3CuNi、Al9FeNi等熱穩定性較好的金屬間化合物，可提高Al-Si合金的高溫性能
王憲芬等[12]研究了Al-Si-Cu-Ni-Mg活塞鋁合金的組織和性能，發現在合金中生成了Al3Ni、Al7Cu4Ni、Al3CuNi等金屬間化合物
Li Y等[13]研究了Al3Ni、Al7Cu4Ni、Al3CuNi三種富Ni相的特性，發現Al3CuNi的高溫穩定性最好，有利于提高其高溫性能
Yang Y等[14]研究了不同Cu含量的Al-Si-Cu-Ni-Mg活塞鋁合金中富Ni相的演化，發現隨著Cu含量的提高組織中呈網狀與半網狀的Al7Cu4Ni、Al3CuNi相逐漸增多，使其高溫性能顯著提高
其原因是，Ni在Al-Si-Cu-Ni-Mg活塞鋁合金中主要以Al3Ni、Al7Cu4Ni和Al3CuNi的形式存在，其中網狀或半網狀的Al7Cu4Ni、Al3CuNi相最有利于提高其高溫性能
另外，過渡族元素Mn、Cr、Ti、Zr、V等可與鋁生成熔點較高、再結晶溫度也較高的包晶和共晶系組織，也可與合金中的其他元素生成強化相
例如：在合金中加入微量的Ti、Zr、V可生成穩定性較高的Al3X相，作為異質形核核心細化晶粒；同時，還可與其他元素生成強化相使合金的室溫和高溫性能提高
微量Mn可將針狀β-Al5FeSi
聲明：
“鑄態和T6熱處理Al-Si-Cu-Ni-Ce-Cr鑄造耐熱鋁合金的組織和力學性能” 該技術專利(論文)所有權利歸屬于技術(論文)所有人。僅供學習研究，如用于商業用途，請聯系該技術所有人。
我是此專利(論文)的發明人(作者)
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編輯：中冶有色網
來源：趙天佑,郭二軍,馮義成,趙思聰,付原科,王麗萍
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2025年07月09日 ~ 11日 
