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1. 研究目的与意义（文献综述）
1.1. 课题背景
随着现代科技的飞速发展和资源的日益消耗，特别是环境的逐渐恶化，节能减排已经成为了绝大多数企业和个人的普遍追求，而最核心的节能减排技术就是轻量化技术，即通过采用轻量化的材料和优化的结构设计在不影响设备正常运行和保证必要的结构强度的情况下减轻零部件质量从而降低设备整体的重量，极大提升设备性能，降低燃料消耗和废气排放，实现绿色节能环保高效的生产生活方式。
目前，单就汽车行业来看，轻型、节能、低碳、舒适等才是未来的方向发展,不仅要提升汽车的质量,还要控制汽车生产的成本。[1]为了满足绿色出行和健康生活的要求,汽车开始力求向轻量化的方向发展,希望通过减轻车身结构重量以此降低汽车油耗,提升燃油的效率,满足节能环保的要求,而在轻量化发展的过程中,具有比重小、耐蚀性好、导热性好、容易加工等特点的铝合金材料成为重要结构件的主流趋势极为明显。
2. 研究的基本内容与方案
1. 研究（设计）的基本内容、目标、拟采用的技术方案及措施
2.1. 具体实验设计
本次实验我们主要研究2A14铝合金在锻造态和挤压态两种工艺状态下的组织力学性能的优劣，得出相应的数据结果，并希望验证初期研究结果即对于2A14铝合金来说，挤出工艺比锻造工艺更能提升合金性能。设计系列实验，以20×50mm规格的2A14铝合金棒材作为坯料，分别经锻造、挤出处理，并进行力学性能和组织结构的研究测试。在保证其变形量相同的情况下比较两种加工工艺对各项力学指标的影响，以验证实验假设。
主要实验过程及相关技术方案如下：
2A14铝合金主要化学成分（质量分数/％）
| 合金 成分 | 硅 Si | 铜 Cu | 镁 Mg | 锌 Zn | 锰 Mn | 钛 Ti | 镍 Ni | 铁 Fe | 铝 Al |
| 成分 范围 | 0.6～1.2 | 3.9～4.8 | 0.40～0.8 | ≤0.30 | 0.40～1.0 | ≤0.15 | ≤0.10 | 0.000～ 0.700 | 余量 |
2.1.1. 将均匀化处理开坯后的铸坯：2根20×50mm规格的2A14铝合金棒材分别记为锻造组、挤压组。（备注：采用冷变形加工，再进行完全相同的热处理操作）
2.1.2. 锻造组
沿Y、Z相拔长，拔长比设置为4，经线切割加工为10mm×30mm的圆形棒料，总计6根参与后续处理测算，以消除偶然误差，并得到算数平均值；
拔长示意图
2.1.3. 挤压组
通过正挤出模挤出，其挤压比为4，经线切割为10mm×30mm的圆形棒料，为同样制备6根，排除误差较大的数据并求算术平均值；
挤出模型示意图 挤出过程简图
2.1.4. 热处理过程：
1) 495~505℃固溶3h，迅速淬火、水冷。
2) 120℃、12h时效。
2.1.5. 测试样本制备，将两组共计12根棒料沿轴向切割为下图所示微拉伸式样（厚度为1.0mm），共计12组式样参与力学性能测算；
2.1.6. 表面硬度测量
使用X型维氏硬度计测定样本C的维氏硬度值（HV），加载压力值为200g，加载时间为5s。分别记录两组数值，并进行数据分析处理。
2.1.7. 轴向拉压实验测算强度
依次将两组总计安装在拉伸试验机上，收集拉伸速度0.25mm/s下的拉伸曲线，并以此获得抗拉强度，有效屈服强度，以及伸长率。记录两组数据并进行数据分析处理。
2.2. 整理数据，撰写实验报告及成果总结。
实验数据记录表
| 组别编号 | 维氏硬度（HV） | 伸长率（％） | 最大拉力值（MPa） | 变形程度0.2％时的拉力值 | 抗拉强度（MPa） | 屈服强度（MPa） | |
| 锻造组
| 1 |
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| 2 |
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| 3 |
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| 4 |
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| 5 |
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| 6 |
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| 挤出组 | 7 |
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| 8 |
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| 9 |
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| 10 |
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| 11 |
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| 12 |
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后两项的数值由以下公式计算得出：
MPa，
MPa。
其中，h为样本拉伸变形区域的高度，值为1.2mm，t为样本厚度，值为1.0mm。
2.3. 实验案例
将直径为30mm的2A14铝合金挤压件和锻件试样在498℃下固溶三小时，并迅速进行淬火处理，转移时间在两秒钟以内，并分别在160℃下进行0h、2h、12h、24h的时效处理。
以下为不同时效时间下2A14铝合金挤压件与锻件的力学性能图。
（a）屈服强度、抗拉强度（b）延伸率
相对于锻件，挤压件在时效处理1440min后屈服强度提高了83.2MPa，延伸率降低8.3％，所以可以认定挤压态的2A14铝合金屈服强度提升更为显著。
3. 研究计划与安排
| 起止时间 | 相关安排内容 |
| 2019.12.21-2020.06.06 | 毕业设计起止总时间； |
| 2019.12.21-2019.12.23 | 学生选题； |
| 2019.12.24-2020.03.10 | 与指导老师讨论课题内容及大致规划，了解研究所需原料、设备，查阅文献资料，撰写开题报告； |
| 2020.03.11-2020.03.15 | 开题报告修改、提交，外文文献翻译结果提交审核； |
| 2020.03.16-2020.04.25 | 课题实验设计实施、过程记录、结果汇总；整理提交阶段性报告； |
| 2020.04.26-2020.04.30 | 整理各项实验数据，理论分析计算，总结报告，论文结构整理； |
| 2020.05.01-2020.05.24 | 撰写毕业论文，提交指导老师审核； |
| 2020.05.25-2020.05.31 | 教师评阅论文成果； |
| 2020.06.02-2020.06.06 | 毕业答辩； |
4. 参考文献（12篇以上）
[1]高永迪.试论铝合金材料在未来汽车轻量化中的应用与发展.世界有色金属期刊.2020.02.08
[2]刘淑芳.我国汽车材料的应用及未来发展趋势.科技风期刊2020.01.10
[3]美诚铝业.铝合金型材在航天航空事业中的应用与开发.搜狐网文章.2019.07
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