【摘要】：為了開發(fā)新的高強鑄造鋁合金材料,分別采用3種鑄造工藝,砂型鑄造、金屬型鑄造和擠壓鑄造,制備了一種以Al-Ni共晶體系為基礎(chǔ)的AlZn6Ni4Mg2Cu鑄造鋁合金材料。研究了Ni元素、熱處理和鑄造工藝對其微觀組織、力學(xué)性能的影響規(guī)律,揭示了其強化機制。結(jié)果表明:4%(質(zhì)量分數(shù))的Ni在該鋁合金中形成了大量的共晶組織(α-Al+Al_3Ni),同時改善其力學(xué)性能和鑄造性能,起到了共晶強化的作用;固溶和時效熱處理導(dǎo)致Al_3Ni相的球化和MgZn_2相的時效析出,提高了該鋁合金的強度;相比砂型鑄造和金屬型鑄造,擠壓鑄造時該鋁合金的晶粒和Al3Ni相最細小,力學(xué)性能最佳,抗拉強度為586 MPa,斷后伸長率為3.5%。由此得出:AlZn6Ni4Mg2Cu鑄造鋁合金的強化機制為η(MgZn_2)相的時效強化和Al_3Ni相的彌散強化,擠壓鑄造加T6熱處理后,該鋁合金的力學(xué)性能達到最佳值。
【圖文】：

u鑄造鋁合金熱處理后的微觀組織�？梢姡琋i元素的添加在該鋁合金中形成了大量的Al3Ni相，有些呈短條狀，尺寸為10~20m，而另一些呈點狀，尺寸為2~5m。2.2.2Ni元素的添加對AlZn6Ni4Mg2Cu鑄造鋁合金力學(xué)性能的影響Al3Ni相具有較高的強度和硬度，彈性模量為116~152GPa，抗拉強度為2160MPa[8]。采用顯微硬度計測量該鋁合金中Al3Ni相和-Al的硬度，Al3Ni相的顯微硬度（HV0.01）為5130MPa，鋁基體的顯圖1AlZn6Ni4Mg2Cu鑄造鋁合金鑄態(tài)的XRD圖譜Fig.1XRDpatternofAlZn6Ni4Mg2Cuas-castaluminumalloy圖2AlZn6Ni4Mg2Cu鑄造鋁合金的背散射電子照片F(xiàn)ig.2SEMbackscatterelectronimagesofcastAlZn6Ni4Mg2Cualuminumalloy:(a,c)as-castand(b)T6heattreatment102030405060708090050010001500200025003000Inetnstiy/pcs2/(o)-AlAl3Niabc15μmSpectrum7

金的擠壓鑄造及強化機制·3527·表2圖2中擠壓鑄造AlZn6Ni4Mg2Cu鋁合金的能譜分析結(jié)果Table2EDSresultsofcastAlZn6Ni4Mg2CualuminumalloysbysqueezecastinginFig.2ConditionPositionsContentsofelement/at%PossiblephasesAs-castSpectrum1Ni32.55,Al67.45Al3NiSpectrum2Cu21.23,Al78.77Al2CuSpectrum3Mg2.44，Zn3.22,Al94.34-AlSpectrum7Zn67.25,Mg32.75MgZn2T6heattreatmentSpectrum4Ni25.26,Al74.74Al3NiSpectrum5Ni28.44,Cu20.34,Al51.23Al3NiCuSpectrum6Mg2.92,Zn2.53,Al94.55-Al圖3AlZn6Ni4Mg2Cu鑄造鋁合金T6熱處理的SEM照片F(xiàn)ig.3SEMimageofcastAlZn6Ni4Mg2CucastingaluminumalloyafterT6heattreatment微硬度（HV0.01）為1320MPa，Al3Ni相的硬度約是鋁基體的4倍。Wang和Belov等人分別在Al-6%Zn-2%Mg-1%Cu鋁合金和Al-5%Zn-1.6%Mg鋁合金的基礎(chǔ)上加入不同含量的Ni，隨著Ni含量的增加，抗拉強度也隨之增大[9,10]。圖4為AlZn6Ni4Mg2Cu鑄造鋁合金的拉伸斷口形貌。在斷口上有許多韌窩、撕裂棱，，在韌窩的中心存在Al3Ni相。Al3Ni相大孝形態(tài)的不同造成該相斷裂方式不同，短條狀的Al3Ni相自身斷裂，如圖4a所示；點狀的Al3Ni相沿與鋁基體的接觸界面處撕裂，露出光滑的表面，如圖4b所示。可知，Al3Ni相在該鋁合金中起到了彌散強化作用，Ni元素的添加提高了該鋁合金的強度。2.2.3Ni元素的添加對鑄造性能的影響圖5為AlZn6Ni4Mg2Cu鑄造鋁合金的差熱分析曲線，其中圖5a為擠壓鑄造AlZn6Ni4Mg2Cu鑄造鋁合金鑄態(tài)的升溫曲線，在473℃存在1個吸熱峰，表示擠壓鑄造條件（非平衡凝固條件）下存在低熔點的共晶相。圖5b為緩慢凝固（10℃/min）條件下的降溫曲線，這種凝固條件下可?

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