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鑄造A356鋁合金的微觀組織及其拉伸性能研究

冉　廣,周敬恩,王永芳,席生岐

(西安交通大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院金屬材料強(qiáng)度國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,陜西西安　710049)

摘要:采用T6工藝對(duì)消失模鑄造的A356鋁合金進(jìn)行了熱處理,并對(duì)其微觀組織形貌、顯微組織特征值、拉伸性能及其斷口形貌進(jìn)行了測(cè)試和分析。結(jié)果表明,鑄造A3562T6鋁合金基體中分布著約2μm長(zhǎng),100nm寬,小者只有幾個(gè)納米的針狀Mg2Si粒子,并且發(fā)現(xiàn)經(jīng)T6工藝熱處理后在鑄造A356鋁合金中存在橢圓狀A(yù)l8Si6Mg3Fe金屬間化合物。定量金相分析表明,鑄造A356鋁合金的平均枝晶胞尺寸(DCS)、二次枝晶臂間距(SDAS)、共晶Si的長(zhǎng)、寬值分別為55μm、63μm、20μm和10μm;熱處理后A356合金的這些參數(shù)值分別變?yōu)?0μm、75μm、30μm和13μm。鑄造A3562T6鋁合金試樣的拉伸斷口顯示其斷裂為韌性斷裂與脆性斷裂的混和模式。屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度和伸長(zhǎng)率分別為240MPa、25418MPa和1116%。關(guān)鍵詞:鑄造A356鋁合金;定量金相;拉伸性能;微觀組織

中圖分類(lèi)號(hào):TG14612;TG11311;TG11312　　文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A　　文章編號(hào):025426051(2007)0320013206

MicrostructureandTensilePropertiesofCastA356AluminumAlloy

RANGuang,ZHOUJing2en,WANGYong2fang,XISheng2qi

(StateKeyLaboratoryforMechanicalBehaviorofMaterials,SchoolofMaterialsScienceandEngineering,

Xi′anJiaotongUniversity,Xi′anShaanxi710049,China)

Abstract:ThecastA356aluminumalloywaspreparedusingthelostfoamprheattreatedbyT6technolo2gy.Themicrostructure,microstructuralparametervalue,rsurfaceofthealloywere

μmandwidthof100observedandanalyzed.Theresultsshowntheneedle22lengthofabout2

nmorseveralnanometers,andelliptical2l8Si63particleswereobservedinthecastA3562T6a2luminumalloy.Quantitativeshowntheaveragevalueofdendritecellsize(DCS),sec2ondarydendritearmsS)widthoftheeutecticsiliconparticlesoftheas2castA356aluminumal2loywere55μm,63μm,and10μm,respectively,corresponding,50μm,75μm,30μmand13μmforthecastA3562T6aluminumalloy,respectively.ThetensilefracturemechanismofcastA3562T6aluminumalloyrevealedatran2granularmodel(alongthecellfracture)withquasi2cleavagefeature.Theyieldstrength(σ012),ultimatetensilestrength(σb)andelongation(δ)ofA3562T6alloywere240MPa,25418MPaand1116%,respectively.

Keywords:castA356aluminumalloy;quantitativemetallographicexamination;tensileproperties;microstructure

　　鑄造鋁合金由于具有優(yōu)異的鑄造性能,良好的耐腐蝕性,高的強(qiáng)重比和鑄件制造成本低,能夠近終成型

[124]

等特點(diǎn),在汽車(chē)和航空工業(yè)上得到了廣泛應(yīng)用。然而,由于其凝固收縮,同時(shí)在熔融狀態(tài)下很容易溶入氫,因此鑄造鋁合金不可避免地包含一定數(shù)量的缺陷,比如空隙、氧化物、孔洞和非金屬夾雜物等。這些缺陷對(duì)構(gòu)件的力學(xué)性能影響較大,如含1%體積分?jǐn)?shù)的空隙將導(dǎo)致其疲勞壽命降低50%,疲勞極限降低

[728]

20%。所以研究構(gòu)件中缺陷的性質(zhì)、數(shù)量、尺寸和分布位置對(duì)力學(xué)性能的影響具有重要意義。Al2Si72Mg(A356)鑄造鋁合金通常用來(lái)制備汽車(chē)氣缸蓋及發(fā)動(dòng)機(jī)滑塊構(gòu)件

[9]

[426]

處理后的鑄造A356合金的力學(xué)性能已有相關(guān)報(bào)道

[10218]

,一致認(rèn)為鑄造A356合金的力學(xué)性能強(qiáng)烈依

賴(lài)于應(yīng)力狀態(tài)和合金的微觀結(jié)構(gòu)特征,比如缺陷和晶相的尺寸、形態(tài)及其分布。沒(méi)有經(jīng)過(guò)Sr改性和熱等靜壓處理的鑄造A356鋁合金,其具有優(yōu)異的加工性能和制備成本低等特點(diǎn),因此,對(duì)該類(lèi)合金的研究在工業(yè)生產(chǎn)上具有重要意義。但目前關(guān)于該合金的微觀組織及其力學(xué)性能研究較少。本文主要研究熱處理前后鑄造A356鋁合金的微觀組織特征及其拉伸性能。

1　試驗(yàn)材料及方法

　　試驗(yàn)用鑄造A356鋁合金通過(guò)消失模澆注成型,澆注溫度為700℃;鑄造前,在680℃對(duì)熔化金屬液脫氣30min。鑄造A356鋁合金的化學(xué)成分如表1所示。

對(duì)鑄造后的A356鋁合金進(jìn)行T6熱處理(538℃固溶處理5h,70℃熱水淬火+自然時(shí)效1h+160℃人工時(shí)效4h)。

13

。目前關(guān)于熱等靜壓、Sr改性等工藝

作者簡(jiǎn)介:冉　廣(1978),男,四川遂寧人,博士研究生,主要

從事材料的強(qiáng)度、斷裂和疲勞性能的研究;機(jī)械合金與先進(jìn)材料的開(kāi)發(fā)研究。聯(lián)系方式:ran_guang@mailst.xjtu.edu.cn收稿日期:2006207230

《金屬熱處理》2007年第32卷第3期

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