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铸造A356铝合金的微观组织及其拉伸性能研究

冉　广,周敬恩,王永芳,席生岐

(西安交通大学材料科学与工程学院金属材料强度国家重点实验室,陕西西安　710049)

摘要:采用T6工艺对消失模铸造的A356铝合金进行了热处理,并对其微观组织形貌、显微组织特征值、拉伸性能及其断口形貌进行了测试和分析。结果表明,铸造A3562T6铝合金基体中分布着约2μm长,100nm宽,小者只有几个纳米的针状Mg2Si粒子,并且发现经T6工艺热处理后在铸造A356铝合金中存在椭圆状Al8Si6Mg3Fe金属间化合物。定量金相分析表明,铸造A356铝合金的平均枝晶胞尺寸(DCS)、二次枝晶臂间距(SDAS)、共晶Si的长、宽值分别为55μm、63μm、20μm和10μm;热处理后A356合金的这些参数值分别变为50μm、75μm、30μm和13μm。铸造A3562T6铝合金试样的拉伸断口显示其断裂为韧性断裂与脆性断裂的混和模式。屈服强度、抗拉强度和伸长率分别为240MPa、25418MPa和1116%。关键词:铸造A356铝合金;定量金相;拉伸性能;微观组织

中图分类号:TG14612;TG11311;TG11312　　文献标识码:A　　文章编号:025426051(2007)0320013206

MicrostructureandTensilePropertiesofCastA356AluminumAlloy

RANGuang,ZHOUJing2en,WANGYong2fang,XISheng2qi

(StateKeyLaboratoryforMechanicalBehaviorofMaterials,SchoolofMaterialsScienceandEngineering,

Xi′anJiaotongUniversity,Xi′anShaanxi710049,China)

Abstract:ThecastA356aluminumalloywaspreparedusingthelostfoamprheattreatedbyT6technolo2gy.Themicrostructure,microstructuralparametervalue,rsurfaceofthealloywere

μmandwidthof100observedandanalyzed.Theresultsshowntheneedle22lengthofabout2

nmorseveralnanometers,andelliptical2l8Si63particleswereobservedinthecastA3562T6a2luminumalloy.Quantitativeshowntheaveragevalueofdendritecellsize(DCS),sec2ondarydendritearmsS)widthoftheeutecticsiliconparticlesoftheas2castA356aluminumal2loywere55μm,63μm,and10μm,respectively,corresponding,50μm,75μm,30μmand13μmforthecastA3562T6aluminumalloy,respectively.ThetensilefracturemechanismofcastA3562T6aluminumalloyrevealedatran2granularmodel(alongthecellfracture)withquasi2cleavagefeature.Theyieldstrength(σ012),ultimatetensilestrength(σb)andelongation(δ)ofA3562T6alloywere240MPa,25418MPaand1116%,respectively.

Keywords:castA356aluminumalloy;quantitativemetallographicexamination;tensileproperties;microstructure

　　铸造铝合金由于具有优异的铸造性能,良好的耐腐蚀性,高的强重比和铸件制造成本低,能够近终成型

[124]

等特点,在汽车和航空工业上得到了广泛应用。然而,由于其凝固收缩,同时在熔融状态下很容易溶入氢,因此铸造铝合金不可避免地包含一定数量的缺陷,比如空隙、氧化物、孔洞和非金属夹杂物等。这些缺陷对构件的力学性能影响较大,如含1%体积分数的空隙将导致其疲劳寿命降低50%,疲劳极限降低

[728]

20%。所以研究构件中缺陷的性质、数量、尺寸和分布位置对力学性能的影响具有重要意义。Al2Si72Mg(A356)铸造铝合金通常用来制备汽车气缸盖及发动机滑块构件

[9]

[426]

处理后的铸造A356合金的力学性能已有相关报道

[10218]

,一致认为铸造A356合金的力学性能强烈依

赖于应力状态和合金的微观结构特征,比如缺陷和晶相的尺寸、形态及其分布。没有经过Sr改性和热等静压处理的铸造A356铝合金,其具有优异的加工性能和制备成本低等特点,因此,对该类合金的研究在工业生产上具有重要意义。但目前关于该合金的微观组织及其力学性能研究较少。本文主要研究热处理前后铸造A356铝合金的微观组织特征及其拉伸性能。

1　试验材料及方法

　　试验用铸造A356铝合金通过消失模浇注成型,浇注温度为700℃;铸造前,在680℃对熔化金属液脱气30min。铸造A356铝合金的化学成分如表1所示。

对铸造后的A356铝合金进行T6热处理(538℃固溶处理5h,70℃热水淬火+自然时效1h+160℃人工时效4h)。

13

。目前关于热等静压、Sr改性等工艺

作者简介:冉　广(1978),男,四川遂宁人,博士研究生,主要

从事材料的强度、断裂和疲劳性能的研究;机械合金与先进材料的开发研究。联系方式:ran_guang@mailst.xjtu.edu.cn收稿日期:2006207230

《金属热处理》2007年第32卷第3期

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