1绪论 1
1.1 概述 1
1.2 铸造耐热铝合金的研究现状 2
1.2.1 Al-Si系铸造耐热合金 2
1.2.2 Al-Cu系铸造耐热合金 6
1.2.3 其他体系铸造耐热铝合金 10
1.3 铸造铝硅系合金组织调控 11
1.3.1 Si相变质 11
1.3.2 晶粒细化 11
1.3.3 微合金化 12
1.3.4 热处理 14
1.4 铸造铝硅系合金的性能研究 14
1.4.1 高温力学性能 14
1.4.2 高温蠕变行为 16
1.4.3 热稳定性 18
1.4.4 摩擦磨损性能 19
参考文献 20
2材料制备与实验方法 30
2.1 合金制备 30
2.1.1 合金成分 30
2.1.2 原材料 31
2.1.3 熔炼工艺及凝固曲线 31
2.2 合金的热处理 32
2.3 合金的显微组织分析 33
2.3.1 金相观察（OM） 33
2.3.2 X射线衍射（XRD） 33
2.3.3 定量金相 33
2.3.4 示差扫描量热法（DSC） 33
2.3.5 扫描电镜（SEM） 33
2.3.6 透射电镜（TEM） 34
2.4 合金的性能测试 34
2.4.1 室温力学性能 34
2.4.2 高温瞬时拉伸性能 34
2.4.3 热物理性能 35
2.4.4 摩擦磨损性能 35
2.4.5 压缩蠕变性能 35
2.5 热暴露实验 36
参考文献 36
3 Al-Si-Cu-Ni-Mg合金铸态组织及其性能 37
3.1 概述 37
3.2 M174合金铸态显微组织 38
3.2.1 铸造合金凝固过程分析 38
3.2.2 合金的铸态显微组织 41
3.3 合金元素对M174合金铸态组织和性能的影响 44
3.3.1 Sr对M174合金铸态组织和室温力学性能的影响 44
3.3.2 Sr、 Ti和B的协同作用对M174合金铸态组织和性能的影响 52
3.3.3 Gd对M174合金铸态组织和性能的影响 57
3.3.4 Nd对M174合金铸态组织和性能的影响 71
3.4 本章小结 76
参考文献 78
4铸造Al-Si-Cu-Ni-Mg（-Gd）合金热处理 81
4.1 概述 81
4.2 铸造M 174合金固溶工艺优化 82
4.2.1 铸造M174合金固溶过程中的组织演变 82
4.2.2 铸造M174合金固溶处理后的性能变化 88
4.3 铸造M 174-Gd合金固溶工艺优化 90
4.3.1 铸造M 174-Gd合金固溶过程中组织演变 90
4.3.2 Gd对T4态M 174-xGd合金相演变的影响 93
4.3.3 铸造M 174-xGd合金固溶处理后的性能变化 98
4.3.4 铸造M 174-xGd合金的固溶强化 100
4.4 T4态M 174-xGd合金的时效硬化曲线 102
4.4.1 T4态M174合金的时效硬化曲线 102
4.4.2 T4态M174-0.1 Gd合金的时效硬化曲线 103
4.4.3 T4态M 174-0.2 Gd合金的时效硬化曲线 104
4.5 T6态M 174-xGd合金的组织及力学性能 104
4.5.1 T6态M 174-xGd合金峰值时效析出相 104
4.5.2 T6态M 174-xGd合金室温及高温拉伸性能 106
4.6 本章小结 110
参考文献 110
5铸造Al-Si-Cu-Ni-Mg（-Gd）合金高温稳定性 112
5.1 概述 112
5.2 M 174-0.2 Gd合金热暴露后的微观组织 113
5.2.1 热暴露不同时间后M 174-0.2 Gd合金的金相组织变化 113
5.2.2 热暴露不同时间后M174-0.2 Gd合金时效析出相的变化 115
5.2.3 Gd对A12Cu相析出的抑制作用 118
5.3 M 174-xGd合金热暴露后的室温拉伸性能 120
5.3.1 热暴露后合金的室温拉伸性能变化 120
5.3.2 热暴露后合金室温拉伸性能变化的经验公式 123
5.3.3 热暴露后合金的组织演化与屈服强度之间的关系 128
5.4 M 174-xGd合金高温尺寸稳定性 131
5.5 本章小结 133
参考文献 134
6 T6态Al-Si-Cu-Ni-Mg（-Gd）合金高温压缩蠕变 136
6.1 概述 136
6.2 T6态Al-Si-Cu-Ni-Mg（-Gd）合金的压缩蠕变性能 136
6.2.1 温度对压缩蠕变行为的影响 138
6.2.2 应力对压缩蠕变行为的影响 139
6.3 T6态Al-Si-Cu-Ni-Mg（-Gd）合金的蠕变组织 139
6.4 分析与讨论 144
6.4.1 蠕变激活能和应力指数 144
6.4.2 T6态Al-Si-Cu-Ni-Mg-Gd合金时效析出相的蠕变强化机制 148
6.5 本章小结 151
参考文献 152
7铸造Al-Si-Cu-Ni-Mg（-Gd）合金摩擦磨损行为 154
7.1 概述 154
7.2 T6态M 174（-Gd）合金干摩擦磨损行为 155
7.2.1 T6态M174合金热处理前后的磨损性能 155
7.2.2 载荷和温度对T6态M 174 （-Gd）合金磨损率的影响 156
7.2.3 载荷和温度对T6态M 174 （-Gd）合金摩擦系数的影响 158
7.2.4 载荷和温度对T6态M174合金磨损行为的影响 159
7.2.5 Gd对T6态M 174合金磨损行为的影响 164
7.3 油润滑条件下T6态M174（-Gd）合金的摩擦磨损行为 168
7.3.1 T6态M 174 （-Gd）合金的磨损率变化 168
7.3.2 T6态M 174 （-Gd）合金摩擦系数的变化 169
7.3.3 油润滑条件下合金的磨损机理 170
7.4 本章小结 172
参考文献 172
附录 174
附1铸造Al-12Si-4Cu-2Ni-0.8 Mg合金铸造性能 174
附1.1 铸造Al-12Si-4Cu-2Ni-0.8 Mg合金流动性 174
附1.2 铸造Al-12Si-4Cu-2Ni-0.8 Mg合金热裂性 175
附2冷却速度对Al-12Si-4Cu-2Ni-0.8 Mg合金组织影响 177
附3铸造耐热铝合金室温及高温力学性能对比 180
参考文献 181