Al—Mg—Si系合金熱裂性能的研究.pdf

1、當今世界汽車工業(yè)材料技術(shù)發(fā)展的趨勢主要包括輕量化、高性能、安全和環(huán)保節(jié)能等方面。出于輕量化的要求，鋁合金逐步取代一部分鋼，成為生產(chǎn)汽車零件的主要材料之一。6000系列鋁合金由于具有優(yōu)良的耐蝕性，成形性，可焊性等優(yōu)點，被廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)中。Al-Mg-Si系合金是變形鋁合金，相較之鑄造鋁合金具有較好的力學性能。但是在變形鋁合金的處理過程中需要經(jīng)過擠壓，鍛造等多種工序，在汽車生產(chǎn)過程中由于工序過多會增加產(chǎn)品的成本。而通過采用鑄造后進行鍛造

2、的方式加工變形鋁合金，就能夠大大的減少擠壓處理過程的成本。但是變形鋁合金在鑄造成零件的過程中由于成分的原因易出現(xiàn)熱裂的現(xiàn)象，因此，有必要對變形鋁合金在鑄造過程中的熱裂傾向進行進一步的研究。 本文在Al-Mg-Si合金的基礎(chǔ)上，通過調(diào)整Si、Mg元素的含量，制備出不同合金元素含量的合金。通過熱裂儀測試了不同合金元素含量的合金在不同條件下的熱裂傾向。通過金相顯微鏡、掃描電鏡(SEM)、能譜分析(EDS)、相圖計算、電子萬能拉伸機和硬

3、度機等一系列分析測試手段，研究了合金元素對顯微組織、力學性能的影響，以及不同的工藝條件對合金的熱裂性能的影響。并且從微觀組織、相變動力學等方面探討其機理。 研究結(jié)果表明： (1)6082鋁合金的熱裂性能與Si元素的含量有關(guān)。隨著Si元素含量的增加，合金的熱裂傾向減少。當Si元素含量大于1.1wt％時，合金熱裂現(xiàn)象消失。 (2)通過對不同狀態(tài)下合金的力學性能進行測試發(fā)現(xiàn)，隨著Si含量的增加，合金的硬度和抗拉強度隨之

4、上升，但是合金的伸長率下降。 (3)不同的澆注溫度實驗發(fā)現(xiàn)，830℃的澆注溫度下，6082合金組織主要為樹枝晶，730℃的澆注溫度下，組織主要為薔薇狀結(jié)果。隨著澆注溫度的降低，合金熱裂傾向減小。 (4)鑄型溫度對于合金的熱裂性能也有影響，隨著鑄型溫度的升高，合金的凝固速度變慢，合金的熱裂傾向增大。 (5)添加Al-Ti-B細化劑可以改善合金組織形態(tài)，減少合金熱裂傾向，細化劑的有效加入量為0.015wt％。 (6)

5、Si、Mg元素對于Al-Mg-Si系合金的熱裂性能都有影響，通過相圖計算能夠得到各種成分合金的熱裂臨界值。Si元素與Mg元素對于合金的熱裂影響效果為2：1，將Si，Mg元素作用統(tǒng)一用Si元素的作用表示，即提出Si當量=Si+1/2 Mg。當Si當量>1.58時，合金不會發(fā)生熱裂現(xiàn)象。因此當合金成分為Al-1.2％Si-0.76％Mg，合金不會發(fā)生熱烈現(xiàn)象，擠壓后經(jīng)固溶時效處理的力學性能為抗拉強度σb為350MPa，伸長率δ為11％，與標