對(duì)比研究了未變質(zhì)、鍶變質(zhì)、硼變質(zhì)、鍶和硼復(fù)合變質(zhì)對(duì)鑄態(tài)與T6態(tài)Al-6Si-3Cu-0.3Mg合金組織與力學(xué)性能的影響;考察了復(fù)合變質(zhì)條件下,鍶含量（0.025%,0.050%,0.075%,質(zhì)量分?jǐn)?shù)）對(duì)合金組織與力學(xué)性能的影響。結(jié)果表明:鍶變質(zhì)、硼變質(zhì)、鍶和硼復(fù)合變質(zhì)均可細(xì)化鑄態(tài)與T6態(tài)合金組織,提高其抗拉強(qiáng)度,其中復(fù)合變質(zhì)效果最為顯著;與未變質(zhì)處理合金的相比,復(fù)合變質(zhì)鑄態(tài)合金的抗拉強(qiáng)度和伸長(zhǎng)率分別提高了3.71%和13%,T6態(tài)合金的抗拉強(qiáng)度提高了33.6%,但伸長(zhǎng)率降低了41.9%;復(fù)合變質(zhì)條件下,隨著鍶含量的增加,鑄態(tài)合金中初生α-Al粗化,抗拉強(qiáng)度總體變化不大;T6態(tài)合金中共晶硅平均長(zhǎng)度隨鍶含量增加先減小后增大,抗拉強(qiáng)度逐漸升高;鍶含量為0.025%,共晶硅尺寸最小,復(fù)合變質(zhì)合金塑性最好。 

【文章來(lái)源】：機(jī)械工程材料. 2020,44(09)北大核心

【文章頁(yè)數(shù)】：7 頁(yè)

【部分圖文】：

不同鍶含量下復(fù)合變質(zhì)試驗(yàn)合金的T6態(tài)顯微組織

由圖10可以看出:T6態(tài)未變質(zhì)和變質(zhì)處理試驗(yàn)合金的抗拉強(qiáng)度較鑄態(tài)的均有大幅提升;變質(zhì)處理方式對(duì)鑄態(tài)合金的抗拉強(qiáng)度影響不大,未變質(zhì)、硼變質(zhì)、鍶變質(zhì)、復(fù)合變質(zhì)T6態(tài)合金的抗拉強(qiáng)度則依次增大;硼變質(zhì)T6態(tài)合金伸長(zhǎng)率較鑄態(tài)的有所增加,而鍶變質(zhì)和復(fù)合變質(zhì)T6態(tài)合金的伸長(zhǎng)率則有所下降;與未變質(zhì)處理鑄態(tài)合金相比,復(fù)合變質(zhì)鑄態(tài)合金的抗拉強(qiáng)度和伸長(zhǎng)率分別提高了3.71%和13%,復(fù)合變質(zhì)T6態(tài)合金的抗拉強(qiáng)度提高了33.6%,但伸長(zhǎng)率降低了41.9%。變質(zhì)處理合金力學(xué)性能的差異與共晶硅和初生α-Al相的大小、形態(tài)及分布等因素有關(guān)。未變質(zhì)處理時(shí),合金中α-Al樹枝晶粗大,共晶硅長(zhǎng)度亦較大,故合金強(qiáng)度偏低。變質(zhì)處理后合金中α-Al相和共晶硅均得到不同程度的細(xì)化,因此合金強(qiáng)度得到提高。與鑄態(tài)的相比,T6態(tài)試驗(yàn)合金強(qiáng)度提高的原因主要是由于Al2Cu相和Mg2Si相的固溶和時(shí)效強(qiáng)化作用。圖1 0 鑄態(tài)和T6態(tài)未變質(zhì)和變質(zhì)后試驗(yàn)合金的抗拉強(qiáng)度和伸長(zhǎng)率

圖3 T6態(tài)未變質(zhì)試驗(yàn)合金的SEM形貌及EDS譜由圖5可以看出:未變質(zhì)合金的初生晶粒(鑄態(tài)α-Al樹枝晶)平均尺寸和共晶硅平均長(zhǎng)度最大;鍶變質(zhì)處理后,初生晶粒平均尺寸仍較大,但共晶硅平均長(zhǎng)度顯著減小;硼變質(zhì)處理后,初生晶粒平均尺寸顯著減小,共晶硅平均長(zhǎng)度略有下降;鍶和硼復(fù)合變質(zhì)處理后,合金的初生晶粒平均尺寸和共晶硅平均長(zhǎng)度均明顯減小。未變質(zhì)處理時(shí),α-Al相與共晶硅自由生長(zhǎng),晶粒得以充分長(zhǎng)大。硼變質(zhì)處理后,合金中會(huì)形成高熔點(diǎn)化合物Al B2,Al B2與α-Al相具有較好的界面共格關(guān)系,可成為α-Al相的形核基底,增加其形核核心,從而使α-Al相細(xì)化[8]。鍶變質(zhì)處理時(shí),鋁硅相中硅的生長(zhǎng)受到阻礙,大量合金元素吸附在硅表面,造成硅原子堆積次序發(fā)生轉(zhuǎn)變,硅晶體中產(chǎn)生大量孿晶,共晶硅由原來(lái)的臺(tái)階生長(zhǎng)變?yōu)閷\晶凹谷機(jī)制生長(zhǎng),進(jìn)而導(dǎo)致共晶硅細(xì)化[4]。鍶和硼復(fù)合變質(zhì)后,初生α-Al與共晶硅均有所細(xì)化,由于鍶含量超過(guò)0.04%,鍶與硼發(fā)生反應(yīng)生成大量鍶、硼物質(zhì)的量比為3∶4的化合物[4],部分鍶和硼被消耗,細(xì)化和變質(zhì)作用相比于單一硼或鍶變質(zhì)條件下的均有所下降,但影響不大。

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