Li對鑄造Al-Si系合金組織和性能的影響.pdf

1、Al-Si系合金具有良好的鑄造性能、中等的機(jī)加工性能、中等的強(qiáng)度和硬度，因而被廣泛應(yīng)用于飛機(jī)和汽車制造行業(yè)。Li是最輕的金屬元素，將Li加入到Al合金中，可大大降低合金的密度，增加剛度，提高比彈性模量，同時(shí)保持合金較好的耐腐蝕性和抗疲勞性能。為將Al-Si系合金良好的力學(xué)性能和Li的低密度特點(diǎn)結(jié)合起來，本文在Al-Si系ZL102、ZL101、ZL110的基礎(chǔ)上，分別加入1％、2％、3％的Li，形成三種含Li的合金。采用光學(xué)顯微鏡、維氏

2、硬度機(jī)、差示掃描量熱法(DSC)、拉伸試驗(yàn)機(jī)、X射線衍射儀、掃描電子顯微鏡、透射電子顯微鏡對含Li的Al-Si系合金組織和性能進(jìn)行了系統(tǒng)的研究與分析，同時(shí)，在保持Li量不變的情況下，分別改變Si、Mg元素的含量，探索了Al-Si-Mg-Li合金中Si、Mg的作用。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：
　　 Li的加入，細(xì)化了Al-12Si合金組織，隨著Li含量由1％增加到3％，組織中共晶Si減少，初晶Si增加并且變的粗大，合金抗拉強(qiáng)度和延伸率減小。Al-

3、12Si-Li合金在350℃加熱時(shí)有新相析出，合金時(shí)效特征曲線均出現(xiàn)兩個(gè)峰值。Li能夠提高合金耐NaCl腐蝕性能，Li含量為2％時(shí)，合金具有最好的耐腐蝕能力。
　　 加入Li后，Al-7Si-0.5Mg-Li合金組織發(fā)生了變化，基體組織得到細(xì)化。隨Li含量的增加，初晶Si量增多，體積變大，形狀由細(xì)小顆粒逐漸變?yōu)槿菭?，同時(shí)出現(xiàn)了LiAlSi相。Li雖然抑制了Al-Si-Mg-Li合金中沉淀相的析出，但是合金抗拉強(qiáng)度得到提高，延伸

4、率下降。Al-7Si-0.5Mg-2Li合金的抗拉強(qiáng)度最大，為245MPa。Al-7Si-0.5Mg-Li合金的斷裂取決于合金組織中的Si相。
　　 隨著Li含量的增加，Al-5.5Si-6.5Cu-0.4Mg-Li合金時(shí)效時(shí)組織中的初晶Si形狀和數(shù)量均發(fā)生變化，Si含量增多，體積變大，同時(shí)有LiAlSi相、LiAl相和AlCuMg相生成。合金抗拉強(qiáng)度有所提高，延伸率較低，Li含量對合金的延伸率影響不大，含2％Li的合金的抗拉強(qiáng)

5、度最大。
　　 改變Si，Al-Si-0.3Mg-1Li合金的組織也發(fā)生變化，隨著Si含量的增多，組織中出現(xiàn)較多的初晶Si，并且越來越粗大，形狀很不規(guī)則，棱角分明；加入Al-P中間合金變質(zhì)后，合金的組織得到了細(xì)化，初晶Si減少，共晶化合物增多。變質(zhì)處理的Al-15Si-0.3Mg-1Li合金組織最為細(xì)小，其抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度均最大，分別可以達(dá)到255MPa、95.6MPa，延伸率為1.5％，性能最優(yōu)異。
　　 Al-Si