鋁合金中氣孔和夾雜相對(duì)合金力學(xué)性能的影響.pdf

1、本文采用力學(xué)性能測(cè)試、固態(tài)測(cè)氫、光學(xué)顯微鏡、掃描電鏡等手段，在統(tǒng)計(jì)鋁合金鑄錠內(nèi)氣孔和夾雜分布規(guī)律的前提下，研究了氣孔和夾雜尺寸對(duì)鋁合金拉伸和壓縮性能的影響，給出了氣孔尺寸對(duì)鋁合金力學(xué)性能的影響規(guī)律，研究結(jié)果表明:
　　1050合金鑄錠中氣孔面積分?jǐn)?shù)由鑄錠頂部到3/4高度處逐漸降低(由0.116％降低到0.032％)，鑄錠底部氣孔面積分?jǐn)?shù)卻有所增加(0.086％)。而在同一橫截面上，邊部氣孔明顯少于心部。
　　隨通氫時(shí)間的增加

2、和澆注溫度的升高，鑄錠中氫含量增加，力學(xué)性能有所降低。如通氫時(shí)間由30s增加到20min，氫含量由0.00202％增加到0.00498％，抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度、延伸率分別降低了20％、54％、41％。而隨除氣時(shí)間的增加，氫含量逐漸降低，力學(xué)性能有所增強(qiáng)。
　　不同熔煉條件下，固態(tài)測(cè)氫與液態(tài)測(cè)氫得出的氫含量變化趨勢(shì)相同，但是具體變化幅度上存在一定的差異，除氣時(shí)間由1min增加到20min，固態(tài)氫含量降低了66.4％，而液態(tài)氫含量?jī)H僅降

3、低了30％。因此不能單純的說液態(tài)氫含量高固態(tài)氫含量就一定高，這是由于環(huán)境濕度、材料與工具的干燥度等因素都會(huì)影響合金凝固后的固態(tài)氫含量。
　　6063合金鑄錠中較大的氣孔主要分布在枝晶界和三叉晶界，大氣孔平均尺寸主要在50μm～100μm，最大能達(dá)到300μm以上，呈不規(guī)則形狀，小氣孔呈圓形，尺寸主要為10μm～20μm。
　　當(dāng)拉伸溫度為100℃時(shí)，鑄錠頂部大氣孔區(qū)P1處試樣的應(yīng)變硬化指數(shù)n值(n1為0.25)小于鑄錠底部小

4、氣孔區(qū)P4處試樣的n值(n4為0.37);當(dāng)溫度升高到300℃時(shí)，n1與n4值幾乎相同(n1為0.14，n4為0.15)，說明變形溫度較低時(shí)氣孔尺寸對(duì)n值的影響更為明顯。另外，在300℃下，P1位置處試樣與P4位置處試樣的抗拉強(qiáng)度僅相差6MPa，而延伸率相差了32％，說明氣孔尺寸對(duì)合金延伸率影響更為顯著。由斷口分析得知，尺寸大于200μm的氣孔是導(dǎo)致斷裂的主要因素，而小于100μm的氣孔對(duì)斷裂的影響不顯著。對(duì)合金在不同溫度(25℃～50

5、0℃)，不同應(yīng)變速率(0.01s-1～10s-1)，不同壓下量(60％、80％)下進(jìn)行熱模擬實(shí)驗(yàn)，得出流變應(yīng)力隨溫度的升高而降低，隨應(yīng)變速率的增加而升高。且在同一變形溫度、同一應(yīng)變速率下，小氣孔試樣流變應(yīng)力要大于大氣孔試樣。
　　6063合金中夾雜相的成分主要是Al2O3、 Mg2Si、AlFeSi，尺寸主要分布在5μm到20μm之間，形狀各異，呈團(tuán)網(wǎng)狀、粗大片狀及塊狀聚集成團(tuán)。合金中的夾雜主要分布在鑄錠的頂部（面積分?jǐn)?shù)為6.43