高強韌壓鑄Al-Si-Cu合金的組織性能及其熱處理研究.pdf

1、開發(fā)新型的高強韌壓鑄鋁合金、提高壓鑄件的綜合機械性能，已經(jīng)成為拓展鋁合金工程應(yīng)用的重要一環(huán)。Al-Si合金中的Al2Cu相可很好的強化合金性能，且可通過熱處理進一步提高強化效果，故具有成為新型的高強韌壓鑄鋁合金的潛力。本文以較高銅含量的壓鑄鋁硅合金為對象，利用金相顯微觀察、力學(xué)性能測試、掃描電鏡觀測、斷口電子顯微分析、洛氏硬度檢測等實驗手段，系統(tǒng)研究了在Si含量為5％~13%，Cu含量為4.5%的壓鑄鋁硅銅合金中，Si對合金的鑄態(tài)、T6

2、熱處理態(tài)的顯微組織、機械性能及斷裂模式的影響。
　　本研究主要內(nèi)容包括：①壓鑄鋁硅銅合金隨著Si含量的增加，合金的流動性越來越好。即使Si含量超過共晶點含量11.7%，充型能力也繼續(xù)增強。②硅含量不超過9%的壓鑄鋁硅銅合金組織由α-Al基體相、Al2Cu相、共晶硅相構(gòu)成。共晶硅相主要分布在晶界周圍；Al2Cu相主要分布在共晶硅及晶界附近。隨硅含量增加，共晶硅相粗化、增多。當(dāng)硅含量超過9%時，開始析出初晶硅相。③隨著Si含量的升高，

3、含銅4.5%的壓鑄鋁硅合金室溫鑄態(tài)屈服強度一直小幅度增長，而抗拉強度呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢，延伸率一直下降。當(dāng)硅含量為9%時，抗拉強度達到最大值307 MPa。繼續(xù)增高硅含量會削弱合金的抗拉強度和塑性，當(dāng)硅含量為13%時，抗拉強度下降為270 MPa，延伸率則由6.73%下降到了只有3.92%。④在530℃的固溶溫度下，隨著固溶時間的增長，共晶硅相變細變小，發(fā)生熔斷并團聚成球狀，在2 h時完成球化，在3 h時，球狀共晶硅相均勻分布。在1

4、60℃時效溫度下，在4.5 h時硬化效果達到最佳的75.6 HRE，隨后出現(xiàn)過時效。時效效果在金相組織中表現(xiàn)并不明顯。T6熱處理后，試樣出現(xiàn)表面起泡現(xiàn)象。⑤含銅4.5%的壓鑄鋁硅合金經(jīng)過T6熱處理后，力學(xué)性能都得到了一定提升。Al-9Si-4.5Cu熱處理后屈服強度為234 MPa，抗拉強度為373 MPa，延伸率為6.73%。⑥鑄態(tài)拉伸斷口可以明顯的看到脆性斷裂特征，斷面沒有明顯氣孔。顯微觀察可以看到顯微孔洞和大量撕裂棱，微觀上為準(zhǔn)解