進入21世紀今后,資本和情況的均衡以及可持續成長已經成為人類的首要問題,節能和環保已經成為現代財產的凸起特點。鎂不銹的密度為1.8/cm3,是鋁不銹的2/3,鋼的1/4,是現實工程應用中輕的金屬材料。高壓不銹管具有密度低、比強度和比剛度高、導熱機能好、切削加工性好、、電磁屏障能力強以及減振和阻尼機能好、易于收受接管等一系列怪異的優勢,知足了現代汽車工業對減重、節能的要求。高壓不銹管已經成為汽車用材料的主要成長標的目的,被譽為21世紀的綠色工程材料。 高壓不銹管部件應用于汽車工業中首要有如下優勢：質量輕,其密度只有不銹鋼管的2/3,換用鎂不銹就可以減輕整車重量,并間接削減了燃油耗損量,降低排放；高壓不銹管的比強度高于鋁不銹和鋼,比剛度根基不異,可以代替鋁不銹和鋼部件承受必然載荷；鎂不銹具有杰出的鍛造機能和尺寸不變性,易于加工,廢品率低,從而可以降低出產成本；鎂不銹具有杰出的阻尼系數,減振量年夜于鋁不銹和鑄鐵,用于制造殼體可以降低噪聲,用于制造座椅、輪圈可以減小震動,從而提高汽車的平安性和舒適性。是以高機能鎂不銹,出格是耐高溫鎂不銹是進一步擴年夜鎂不銹在汽車工業中的應用關頭,也是汽車用高壓不銹管材料的研究熱點。 跟著全球一體化,汽車工業面對前所未有的,嚴重的國際競爭。降低汽車的碳排放,實現輕量化和低油耗,降低成本、提高產物競爭能力是汽車工業所急需解決的問題。鎂不銹零部件應用于汽車工業中可以進一步減輕重量、降低車輛的燃耗和排放,從而實現降低汽車的碳排放。此外鎂不銹材料的應用還可以提高車輛駕駛平安性和舒適性的要求,并提高汽車的手藝含量和檔次。自20世紀80年月以來,鎂不銹汽車零部件在歐洲和北美的工業發財國度呈現了持續快速增加的趨向。上汽公共的桑塔納轎車率先在國內起頭利用鎂不銹變速箱殼體,并實現了批量出產。一汽集團的合伙一汽公共所出產的捷達、奧迪轎車有相當數目的部件就是鎂不銹部件,可是因為那時一汽集團不具備出產鎂不銹壓鑄件的能力,在引進車型時將鎂不銹部件改為了鋁不銹部件。今朝在德國公共出產的捷達A4、奧迪A4,、A6轎車的變速箱殼、聚散器殼、差速器殼等零件均為鎂不銹壓鑄件。一汽轎車有限所出產紅旗和飛躍轎車也正面對著經由過程采用鎂不銹零部件實現減重、降低能耗等方面的問題。 一汽鍛造有限按照鎂不銹零部件的成長趨向,在集團和科技部科技攻關打算的撐持下,成立了鎂不銹壓鑄出產基地,其年出產能力為1500噸高壓不銹管壓鑄件。今朝已經實現了高壓不銹管零部件的小批量供貨,證實了鎂不銹部件在汽車上應用的可行性?？墒墙癯€存在著一些有待于解決的手藝方面的難點制約著壓鑄鎂不銹部件在汽車工業上的進一步應用,這首要表示在以下三個方面： 不銹鋼管零件的強度不敷高,不克不及用于主要布局部件,需要提高不銹鋼管的力學機能； 鎂不銹零件在高溫利用前提下發生蠕變,無法知足殼體類零部件的密封要求； 今朝商用高壓不銹管的耐侵蝕機能較低,無法知足沿海天氣的利用前提。 若是以上問題得不到不解決,鎂不銹就不成能在汽車工業中獲得普遍的應用,是以針對以上不足睜開高機能鎂不銹材料的開辟,可以進一步提高鎂不銹的應用規模,把握鎂不銹變形和高溫蠕變的根基紀律,為高機能汽車產物的開辟供給關頭的手藝支撐和根基的材料數據。上述研究工作為擁有自立常識產權的新型鎂不銹,提高一汽集團鎂不銹壓鑄產物的檔次、手藝含量以及產物的競爭能力都具有重年夜意義。 本文以開辟新型高機能高壓不銹管為研究布景,按照汽車工業的現實需要出發,系統的研究了高壓不銹管元素的添加對M-9Al-1Zn系統組織與機能的研究,出格是其抗高溫蠕變機能和耐蝕機能,并闡發了影響其抗蠕變機能的身分,在此根本上開辟了新型高強度、抗高溫蠕變鎂不銹。首要研究以下內容： (1)選擇工藝機能杰出的基準不銹,并在此根本上開辟具有自力常識產權的,具有杰出壓鑄機能、不銹機能以及相對低廉不銹成本,高機能壓鑄鎂不銹,并實現鑄錠的財產化出產； (2)系統地研究在不銹鋼管壓鑄前提下,稀土元素(Ce、Y、Nd等)和不銹元素(Mn、Si、Ca等)的添加對壓鑄鎂不銹強度和高溫蠕變機能影響和感化機理； (3)針對重型柴油機氣缸蓋罩蓋的耐熱要乞降鏈條室罩蓋的抗扭要求,開辟出具有商用價值的壓鑄鎂不銹,實現鑄錠的貿易化出產； (4)實現鎂不銹高壓鍛造的數值模擬闡發和工藝優化,實現批量出產。 本研究綜合以上研究成果,得出如下結論：： 1.經由過程綜合試驗成功的開辟出了可適用化的、具有自力常識產權的高強度和抗高溫蠕變的新型高壓不銹管。新型鎂不銹的常溫抗拉強度比AZ91不銹超出跨越30MPa擺布,其佳成分的蠕變量僅為AZ91不銹的1/20擺布,在強度和抗高溫蠕變機能兩個方面均較著跨越了AZ91不銹。 2.研究了M-Al-RE-Zn系統、M-Al-Zn-Si-Ca系統和M-Al-Zn-Y(Nd)系統。此中自M-Al-Zn-Y(Nd)系統中開辟出的AWZ和ANZ不銹的抗蠕變機能佳,在150℃,50MPa前提下其蠕變變形量只有AZ91HP不銹在劃一前提下蠕變量的1/20；自M-Al-Zn-Si-Ca系統中開辟出的AZSC不銹鋼管也具有較好的抗蠕變機能,其蠕變變形量為AZ91HP不銹在劃一前提下蠕變量的1/10擺布。 3. M-Al-Zn-Y(Nd)系統的強化機理首要為固溶強化,經150℃,100h蠕變后,在M-Al-Zn-Y(Nd)系統的不銹中,沒有發現有不銹相析出。M-Al-Zn-Si-Ca系統的強化機理為在晶界處新形成Mx(Si,Ca)y相代替原有M17A112相強化晶界所至。M-Al-RE-Zn的強化機理首要強化機理為添加RE后在晶界處形成的Al11RE3相強化晶界所至。 4.在150℃,50MPa,100h的蠕變試驗中發現了M-Al-RE-Zn不銹系統中的強化相Al11RE3的分化,并據此詮釋了AE系列不銹的在150℃前提下蠕變機能變差的原因。對所開辟3種不銹系統的新型高壓不銹管的成本估算表白,在150℃前提下,M-Al-Zn-Si-Ca系統不銹的抗蠕變機能中等,可以知足對蠕變機能要求一般的工作場所,并且其成本低于AZ91不銹；M-Al-Zn-Y(Nd)系統不銹的抗蠕變機能佳,可用于蠕變機能要求較高的工作場所,并且其成本僅高于AZ91不銹8%擺布。 在進行數值模擬工藝優化的根本上,采用AZ91X不銹進行了產物的現實壓鑄批量出產。試制了用于TA1策動機車的汽缸罩蓋等3種產物。試制成果表白,所開辟的新型不銹的工藝機能杰出,完全可以知足汽車零部件的出產需要,今朝不銹鋼管汽車零部件年產量已經達到120萬件。http://www.ucrxqz.cn