高強耐熱AI-Si-Cu-Mg合金的組織與性能研究.pdf

1、本文在ZL702A合金的基礎(chǔ)上，設(shè)計了一種具有優(yōu)異綜合性能的高強耐熱鑄造Al-Si-Cu-Mg合金，以滿足大功率柴油發(fā)動機對機體及缸蓋材料的要求。分別研究了Si、Cu、Mg、Zn四種元素、晶粒細化劑Ti和變質(zhì)劑sr、RE對Al-Si-Cu-Mg合金力學性能的影響；測定和分析了Cu對鑄造Al-7Si-xCu-0.3Mg(X=1.5～3.Swt％)合金的流動性、線收縮率和熱裂傾向的影響。研究了Al-7Si-2.5Cu-0.3Mg合金中富銅相

2、溶解特性及時效析出特性，考察了合金的固溶處理工藝和時效工藝。研究發(fā)現(xiàn)：Si、Cu、Mg、Zn對Al-Si-Cu-Mg合金抗拉強度的影響順序為Si>Mg>Cu>Zn，對延伸率的影響順序為Cu>Si>Mg>Zn。隨著四種合金元素含量的增加，合金抗拉強度增大，延伸率減小。Al-Si-Cu-Mg合金中加入0.2wt％Ti元素后，α(Al)晶粒細化，合金力學性能明顯提高。合金采用Sr變質(zhì)力學性能優(yōu)于RE變質(zhì)。Sr的最佳添加量為0.03wt％。高強

3、耐熱鋁硅系合金的最佳成分為：7.0wt％，2.5wt％Cu，0.3wt％Mg，0.5wt％Zn，0.2wt％Mn、0.4Tiwt％、0.03 wt％Sr。隨著Cu含量的增加，Al-7Si-xCu-0.3Mg合金的結(jié)晶溫度間隔增大，當Cu含量由1.5wt％增加到3.5wt％時，合金的結(jié)晶溫度間隔將增大25℃。在合金凝固時，θ相(Al2Cu)明顯增多，容易形成α(Al)枝晶骨架網(wǎng)，導致合金的流動性降低，線收縮率增加，熱裂傾向增大。DSC研究

4、表明，Al-7Si.2-5Cu-0.3Mg-0.5Zn-0.2Mn合金的共晶組織轉(zhuǎn)變發(fā)生在510℃。共晶相主要由θ相(Al2Cu)以及Q相(Al5Si8Cu2Mg6)組成。經(jīng)500℃×4h固溶處理可使合金中共晶相完全溶解，此時合金熔點升高到535℃，雙級固溶處理能提高合金力學性能。合金在175～200℃時效時，硬化曲線出現(xiàn)明顯的雙峰。主要是由于θ”相和θ’相阻礙位錯運動所致，在兩相轉(zhuǎn)變過程中存在明顯的時間間隔。Al-7Si-2.5Cu-