變質(zhì)及熱處理對(duì)鑄造鋁硅合金組織及性能的影響.pdf

1、鑄造鋁硅合金是一種重要的合金材料，具有質(zhì)量輕、強(qiáng)度高、耐磨耐蝕性好等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于航空航天及汽車(chē)領(lǐng)域，但其組織中常出現(xiàn)的粗大共晶硅組織對(duì)合金的力學(xué)性能具有嚴(yán)重的不利影響，因此需要對(duì)該組織進(jìn)行細(xì)化變質(zhì)及相關(guān)熱處理。稀土被認(rèn)為是金屬的“維他命”，對(duì)鑄造鋁硅合金具有良好的變質(zhì)作用。
　　本文以Al-Nd中間合金的方式向ZL101鑄造鋁硅合金中添加不同含量稀土Nd進(jìn)行變質(zhì)處理。結(jié)果表明：Nd的添加使得合金中初晶α-Al組織由凌亂無(wú)規(guī)律性

2、變得均勻規(guī)則，二次枝晶間距減小，共晶硅組織得到很好的細(xì)化，Nd含量達(dá)到0.3wt.％時(shí)細(xì)化效果最佳，合金硬度、抗拉強(qiáng)度及延伸率分別達(dá)到72HBS、190Mpa和2.9%，較未變質(zhì)時(shí)分別提高28.6%、23.4%和52.6%，進(jìn)一步提高Nd含量至0.4wt.%時(shí)，合金中生成化合物相Al8Si8MgNd2，對(duì)合金組織性能均不利；Nd的變質(zhì)作用對(duì)冷卻速度敏感性較強(qiáng)，只有當(dāng)合金的冷卻速度較大時(shí)才能發(fā)揮良好的細(xì)化效果；浸泡腐蝕及電化學(xué)腐蝕試驗(yàn)結(jié)果

3、表明，Nd對(duì)合金耐腐蝕性能具有提高作用，添加0.1wt.%及0.3wt.%Nd后合金在3.5%NaCl溶液中的自腐蝕電位由未變質(zhì)時(shí)的-0.926V分別提高到了-0.786V、-0.703V，腐蝕電流密度由未變質(zhì)時(shí)的4.046×10-5A/cm2分別降到了5.048×10-6A/cm2、2.215×10-6A/cm2；DSC曲線結(jié)果表明，Nd的添加使得合金的共晶過(guò)程被抑制，添加0.1wt.%及0.3wt.%Nd后共晶溫度由未變質(zhì)時(shí)的583

4、.7℃分別降為580.6℃、576.5℃，Nd是通過(guò)影響合金晶粒的長(zhǎng)大而非形核過(guò)程對(duì)合金產(chǎn)生變質(zhì)作用的；重熔及長(zhǎng)效性試驗(yàn)結(jié)果表明，Nd的變質(zhì)具有很好的抗衰退能力，變質(zhì)6h及重熔4次后合金組織仍呈細(xì)化狀態(tài)；熱處理正交試驗(yàn)結(jié)果表明，影響Nd變質(zhì)合金力學(xué)性能的熱處理參數(shù)先后次序?yàn)椋簳r(shí)效溫度＞時(shí)效時(shí)間＞固溶時(shí)間＞固溶溫度，理想熱處理工藝參數(shù)為固溶540℃×6h+時(shí)效170℃×10h，此時(shí)合金抗拉強(qiáng)度、延伸率及硬度分別為298MPa、4.02%和