壓鑄AlSi10MgMn合金的組織和力學(xué)性能研究.pdf

1、近年來(lái)我國(guó)汽車工業(yè)獲得了飛速發(fā)展。隨著環(huán)保問(wèn)題日益引起人們的關(guān)注,以輕量化為主的節(jié)能減排技術(shù)已成為汽車工業(yè)的共同課題之一。鋁合金作為輕量化技術(shù)的首選材料,在汽車行業(yè)獲得了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。壓鑄是鑄造鋁合金的主要成形方法之一,具有材料利用率高,表面成型質(zhì)量好,力學(xué)性能優(yōu)異的特點(diǎn),在鋁合金汽車零部件的生產(chǎn)中占有重要地位。
　　壓鑄AlSi10MgMn合金為Al-Si-Mg-Mn系高強(qiáng)韌鋁合金,鑄造性能好,壓鑄件尤其是高真空壓鑄件力學(xué)性

2、能優(yōu)良,還可以通過(guò)熱處理獲得進(jìn)一步強(qiáng)化,因此此類合金在薄壁、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、受負(fù)荷的汽車結(jié)構(gòu)件或安保件的生產(chǎn)中具有廣闊的應(yīng)用前景。
　　本文基于自主研發(fā)的高真空壓鑄技術(shù),研究了金屬液充型時(shí)模具型腔真空度對(duì)鑄件組織和性能的影響;采用高真空壓鑄技術(shù)分別研究了人工時(shí)效T1、高溫固溶處理T5、T6對(duì)高真空壓鑄AlSi10MgMn組織和性能的優(yōu)化;根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)需要,研究了Mg含量對(duì)低真空(普通)壓鑄AlSi10MgMn組織和性能的影響。研究結(jié)果表

3、明:
　　(1)高真空壓鑄可以顯著降低鑄件的含氣量,提高鑄件致密度。與普通壓鑄相比,高真空壓鑄件的強(qiáng)韌指數(shù)提高了55.1％,材料的抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度、伸長(zhǎng)率、硬度分別提高了12.7%、38.4%、130.4%、4.9%。
　　(2)人工時(shí)效可以顯著提高高真空壓鑄AlSi10MgMn鑄件的性能,尤其是強(qiáng)度。當(dāng)時(shí)效溫度為170℃,時(shí)效時(shí)間為8h,材料的抗拉強(qiáng)度達(dá)到了351.3MPa,屈服強(qiáng)度達(dá)到248.9MPa,相對(duì)于鑄態(tài)下的鑄

4、件,分別提高了13%和30.5%。
　　(3)T5高溫?zé)崽幚砜梢愿纳畦T件的組織,鑄件的強(qiáng)度和伸長(zhǎng)率獲得了很大提高,尤其是伸長(zhǎng)率。當(dāng)固溶溫度為510℃,固溶時(shí)間為3h,時(shí)效溫度為155℃,時(shí)效時(shí)間為2h時(shí),熱處理后鑄件伸長(zhǎng)率可達(dá)到9.2%,強(qiáng)韌指數(shù)達(dá)到1163.9。固溶處理后鑄件的微觀組織發(fā)生變化,共晶硅發(fā)生了熔斷、?；颓蚧?并且均勻分布在α-Al固溶體上。
　　(4)通過(guò)正交試驗(yàn),研究了T6各個(gè)工藝因素對(duì)鑄件性能的影響,當(dāng)

5、固溶溫度為500℃,固溶時(shí)間為2h,時(shí)效溫度為170℃,時(shí)效時(shí)間為4h時(shí),材料的抗拉強(qiáng)度可以達(dá)到358.4MPa,屈服強(qiáng)度達(dá)到286.6MPa,伸長(zhǎng)率達(dá)到6.1%,布氏硬度為110.4,強(qiáng)韌指數(shù)達(dá)到1103.8。
　　(5)低真空壓鑄可以減少鑄件內(nèi)部的含氣量,在高溫短時(shí)固溶處理時(shí),鑄件表面沒(méi)有發(fā)生鼓泡,尺寸保持穩(wěn)定。高溫短時(shí)熱處理,可以改善鑄件的內(nèi)部組織,提高鑄件的伸長(zhǎng)率和改善鑄件的強(qiáng)韌性。對(duì)不需熱處理的鑄件,控制Mg含量在0.4