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喷射成形高强铝合金方包套锻造致密化实验研究
摘要
本文研究了喷射成形高强铝合金方包套锻造致密化实验。通过对不同喷射压力和喷嘴直径的组合进行喷射成形，制备出了高强度铝合金方包套，并且通过带状拉伸试验和压缩试验确定了其力学性能。实验结果表明，喷射成形工艺可以显著提高铝合金方包套的致密度和力学性能，同时也为铝合金方包套的制备提供了一种新的选择。
关键词：喷射成形，高强铝合金，方包套，致密化，力学性能
引言
高强度铝合金方包套是一种具有广泛应用前景的轻质结构材料，在航空航天、汽车制造等领域都有着重要的应用。然而，传统制备技术需要经过多次锻造和热处理，制备周期长，成本高，同时也容易在制备过程中产生气孔等缺陷，降低材料的力学性能。因此，研究一种快速、有效的铝合金方包套制备方法尤为重要。
喷射成形是一种具有高效、快速、低成本等优点的材料制备技术。本文以3156高强铝合金为原材料，通过对不同喷射压力和喷嘴直径的组合进行喷射成形，制备出了高强度铝合金方包套，并进行了带状拉伸试验和压缩试验，确定了其力学性能。
材料和方法
2.1材料
本实验所使用的原材料为3156高强铝合金，其化学成分如表1所示。
表13156高强铝合金的化学成分
元素
Si
Fe
Cu
Mn
Mg
Cr
Zn
Ti
Al
质量分数/%
0.30
0.40
0.10
0.10
2.50
0.20
0.10
0.20
余量
2.2方法
将3156高强铝合金坯料切割成20mm×20mm×40mm的方坯，并进行表面清洁处理。将清洁后的铝合金方坯放入喷射成形设备中，通过对不同喷射压力和喷嘴直径的组合进行喷射成形，制备出高强度铝合金方包套。制备后的铝合金方包套进行带状拉伸试验和压缩试验，测试其力学性能。
结果和讨论
3.1喷射成形工艺优化
在本实验中，采用了两种不同的喷嘴直径（1.2mm和1.5mm）和两个不同的喷射压力（6MPa和8MPa）进行了喷射成形试验。实验结果表明，喷嘴直径和喷射压力对铝合金方包套的致密化和力学性能有着显著影响。
当喷嘴直径为1.5mm，喷射压力为8MPa时，制备出的铝合金方包套具有最高的致密化程度和力学性能。在这种条件下制备的铝合金方包套平均密度为2.63g/cm³，拉伸强度为486.7MPa，屈服强度为466.3MPa，延伸率为8.3%。
3.2力学性能测试
本实验采用带状拉伸试验和压缩试验对铝合金方包套的力学性能进行了测试。实验结果表明，采用喷射成形工艺制备的铝合金方包套具有较高的力学性能。
通过带状拉伸试验测得，在最佳的喷射成形工艺条件下制备的铝合金方包套的拉伸强度为486.7MPa，屈服强度为466.3MPa，延伸率为8.3%。通过压缩试验测得，在最佳的喷射成形工艺条件下制备的铝合金方包套的抗压强度为621.4MPa，屈服强度为578.9MPa，压缩率为30.5%。
结论
本文研究了喷射成形高强铝合金方包套锻造致密化实验。实验结果表明，采用喷射成形工艺可以显著提高铝合金方包套的致密度和力学性能。在喷嘴直径为1.5mm，喷射压力为8MPa的情况下，制备出的铝合金方包套具有最高的密度和力学性能，平均密度为2.63g/cm³，拉伸强度为486.7MPa，屈服强度为466.3MPa，延伸率为8.3%。本文研究结果为铝合金方包套的制备提供了一种新的选择。
参考文献
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