| 摘要 | 第3-5页 |
| ABSTRACT | 第5-7页 |
| 1 绪论 | 第11-31页 |
| 1.1 课题的背景及意义 | 第11-12页 |
| 1.2 汽车发动机用铝合金应用现状 | 第12-17页 |
| 1.2.1 汽车轻量化的意义 | 第12-15页 |
| 1.2.2 汽车用全铝发动机的应用现状 | 第15-16页 |
| 1.2.3 汽车发动机用铸造铝合金应用现状 | 第16-17页 |
| 1.3 Al-Si-Mg系铸造合金性能特点及其应用现状 | 第17-20页 |
| 1.3.1 Al-Si-Mg铸造合金的性能特点 | 第17-18页 |
| 1.3.2 Al-Si-Mg铸造合金的微合金化 | 第18-20页 |
| 1.3.3 Al-Si-Mg铸造合金的不足 | 第20页 |
| 1.4 Al-Si-Mg-Zr/Hf铸造合金的强化机制 | 第20-22页 |
| 1.4.1 Al-Si-Mg-Zr/Hf铸造合金的析出强化 | 第20-21页 |
| 1.4.2 Al-Si-Mg-Zr/Hf铸造合金的蠕变强化机制 | 第21-22页 |
| 1.5 金属的高温低周疲劳行为 | 第22-24页 |
| 1.5.1 低周疲劳的循环硬化和循环软化 | 第22页 |
| 1.5.2 低周疲劳的循环滞后回线 | 第22-23页 |
| 1.5.3 金属疲劳破坏机理 | 第23-24页 |
| 1.6 金属的高温蠕变行为 | 第24-28页 |
| 1.6.1 蠕变曲线及蠕变断裂 | 第25-26页 |
| 1.6.2 高温蠕变变形机制 | 第26-28页 |
| 1.6.3 高温蠕变断裂机制 | 第28页 |
| 1.7 本文主要研究内容 | 第28-31页 |
| 2 实验材料及研究方法 | 第31-43页 |
| 2.1 合金制备 | 第31-33页 |
| 2.1.1 合金设计与成分分析 | 第31-32页 |
| 2.1.2 模具设计 | 第32-33页 |
| 2.1.3 热处理方案 | 第33页 |
| 2.2 性能测试 | 第33-35页 |
| 2.2.1 硬度测试 | 第33页 |
| 2.2.2 高温力学性能测试 | 第33-35页 |
| 2.2.3 差示扫描量热法(DSC) | 第35页 |
| 2.3 微观组织分析 | 第35-39页 |
| 2.3.1 金相分析 | 第35-36页 |
| 2.3.2 扫描电镜分析及能谱分析 | 第36页 |
| 2.3.3 透射电镜分析 | 第36-39页 |
| 2.4 模拟计算方法 | 第39-43页 |
| 2.4.1 第一性原理计算 | 第40页 |
| 2.4.2 近重位点(NCS)理论 | 第40-43页 |
| 3 Zr和Hf元素对Al-Si-Mg铸造合金铸造组织的影响 | 第43-57页 |
| 3.1 引言 | 第43页 |
| 3.2 Zr和Hf元素对Al-Si-Mg铸造合金铸造缺陷的影响 | 第43-44页 |
| 3.3 Zr和Hf元素对Al-Si-Mg铸造合金晶粒大小的影响 | 第44-45页 |
| 3.4 Zr和Hf元素对Al-Si-Mg铸造合金二次枝晶间距的影响 | 第45-46页 |
| 3.5 Zr和Hf元素对Al-Si-Mg铸造合金中初生相的影响 | 第46-53页 |
| 3.5.1 金相分析 | 第46-48页 |
| 3.5.2 合金凝固过程中形成的初生相 | 第48-53页 |
| 3.6 L1_2结构的Al_3(Zr,Hf)初生相的演变机制 | 第53-54页 |
| 3.7 本章小结 | 第54-57页 |
| 4 热处理工艺对Al-Si-Mg-Zr/Hf铸造合金微观组织的影响 | 第57-91页 |
| 4.1 引言 | 第57-58页 |
| 4.2 固溶处理对Al-Si-Mg-Zr/Hf铸造合金中初生相的影响 | 第58-61页 |
| 4.2.1 固溶处理后合金的组织 | 第58页 |
| 4.2.2 合金中初生相的变化 | 第58-61页 |
| 4.3 固溶处理对Al-Si-Mg-Zr/Hf铸造合金中析出相的影响 | 第61-83页 |
| 4.3.1 Al-Si-Mg-Zr合金560℃+20小时固溶处理 | 第63-73页 |
| 4.3.2 Al-Si-Mg-Hf合金560℃+20小时固溶处理 | 第73-77页 |
| 4.3.3 Al-Si-Mg-Zr-Hf合金560℃+20小时固溶处理 | 第77-83页 |
| 4.4 人工时效对Al-Si-Mg-Zr/Hf铸造合金微观组织的影响 | 第83-85页 |
| 4.5 析出相的生长机制 | 第85-88页 |
| 4.5.1 Al-Si-Mg-Zr/Hf合金中共格和非共格矩形状析出相 | 第85-88页 |
| 4.5.2 Al-Si-Mg-Zr/Hf合金中非共格的纳米带状析出相 | 第88页 |
| 4.6 本章小结 | 第88-91页 |
| 5 Zr和Hf元素对Al-Si-Mg铸造合金人工时效和高温力学性能的影响 | 第91-117页 |
| 5.1 引言 | 第91页 |
| 5.2 Zr和Hf元素对Al-Si-Mg铸造合金人工时效的影响 | 第91-94页 |
| 5.2.1 合金人工时效硬度曲线 | 第91-92页 |
| 5.2.2 Zr和Hf元素的添加对合金析出动力学的影响 | 第92-94页 |
| 5.3 Zr和Hf元素对Al-Si-Mg铸造合金高温拉伸性能的影响 | 第94-100页 |
| 5.3.1 工程应力-应变曲线 | 第94-95页 |
| 5.3.2 高温拉伸断口形貌与特征 | 第95-96页 |
| 5.3.3 高温拉伸变形机制 | 第96-100页 |
| 5.4 Zr和Hf元素对Al-Si-Mg铸造合金高温低周疲劳性能的影响 | 第100-109页 |
| 5.4.1 高温低周疲劳循环应力响应行为 | 第100-101页 |
| 5.4.2 循环滞后回线 | 第101-102页 |
| 5.4.3 高温低周疲劳断口形貌与特征 | 第102-106页 |
| 5.4.4 高温低周疲劳变形机制 | 第106-109页 |
| 5.5 Zr和Hf元素对Al-Si-Mg铸造合金高温蠕变性能的影响 | 第109-116页 |
| 5.5.1 蠕变S-N曲线 | 第109-110页 |
| 5.5.2 稳态蠕变速率曲线 | 第110-111页 |
| 5.5.3 高温蠕变后合金的微观组织和断口形貌 | 第111-114页 |
| 5.5.4 高温蠕变变形机制 | 第114-116页 |
| 5.6 本章小结 | 第116-117页 |
| 6 结论 | 第117-119页 |
| 6.1 主要结论 | 第117-118页 |
| 6.2 研究工作的特色及创新点 | 第118-119页 |
| 致谢 | 第119-121页 |
| 参考文献 | 第121-131页 |
| 附录 | 第131页 |
| A.作者在攻读博士学位期间发表的论文目录 | 第131页 |
