锶和硼复合变质对Al-Si-Cu-Mg合金组织及力学性能的影响

发布时间：2021-02-22 20:04

　　对比研究了未变质、锶变质、硼变质、锶和硼复合变质对铸态与T6态Al-6Si-3Cu-0.3Mg合金组织与力学性能的影响;考察了复合变质条件下,锶含量（0.025%,0.050%,0.075%,质量分数）对合金组织与力学性能的影响。结果表明:锶变质、硼变质、锶和硼复合变质均可细化铸态与T6态合金组织,提高其抗拉强度,其中复合变质效果最为显著;与未变质处理合金的相比,复合变质铸态合金的抗拉强度和伸长率分别提高了3.71%和13%,T6态合金的抗拉强度提高了33.6%,但伸长率降低了41.9%;复合变质条件下,随着锶含量的增加,铸态合金中初生α-Al粗化,抗拉强度总体变化不大;T6态合金中共晶硅平均长度随锶含量增加先减小后增大,抗拉强度逐渐升高;锶含量为0.025%,共晶硅尺寸最小,复合变质合金塑性最好。 

【文章来源】：机械工程材料. 2020,44(09)北大核心

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

不同锶含量下复合变质试验合金的T6态显微组织

由图10可以看出:T6态未变质和变质处理试验合金的抗拉强度较铸态的均有大幅提升;变质处理方式对铸态合金的抗拉强度影响不大,未变质、硼变质、锶变质、复合变质T6态合金的抗拉强度则依次增大;硼变质T6态合金伸长率较铸态的有所增加,而锶变质和复合变质T6态合金的伸长率则有所下降;与未变质处理铸态合金相比,复合变质铸态合金的抗拉强度和伸长率分别提高了3.71%和13%,复合变质T6态合金的抗拉强度提高了33.6%,但伸长率降低了41.9%。变质处理合金力学性能的差异与共晶硅和初生α-Al相的大小、形态及分布等因素有关。未变质处理时,合金中α-Al树枝晶粗大,共晶硅长度亦较大,故合金强度偏低。变质处理后合金中α-Al相和共晶硅均得到不同程度的细化,因此合金强度得到提高。与铸态的相比,T6态试验合金强度提高的原因主要是由于Al2Cu相和Mg2Si相的固溶和时效强化作用。图1 0 铸态和T6态未变质和变质后试验合金的抗拉强度和伸长率

图3 T6态未变质试验合金的SEM形貌及EDS谱由图5可以看出:未变质合金的初生晶粒(铸态α-Al树枝晶)平均尺寸和共晶硅平均长度最大;锶变质处理后,初生晶粒平均尺寸仍较大,但共晶硅平均长度显著减小;硼变质处理后,初生晶粒平均尺寸显著减小,共晶硅平均长度略有下降;锶和硼复合变质处理后,合金的初生晶粒平均尺寸和共晶硅平均长度均明显减小。未变质处理时,α-Al相与共晶硅自由生长,晶粒得以充分长大。硼变质处理后,合金中会形成高熔点化合物Al B2,Al B2与α-Al相具有较好的界面共格关系,可成为α-Al相的形核基底,增加其形核核心,从而使α-Al相细化[8]。锶变质处理时,铝硅相中硅的生长受到阻碍,大量合金元素吸附在硅表面,造成硅原子堆积次序发生转变,硅晶体中产生大量孪晶,共晶硅由原来的台阶生长变为孪晶凹谷机制生长,进而导致共晶硅细化[4]。锶和硼复合变质后,初生α-Al与共晶硅均有所细化,由于锶含量超过0.04%,锶与硼发生反应生成大量锶、硼物质的量比为3∶4的化合物[4],部分锶和硼被消耗,细化和变质作用相比于单一硼或锶变质条件下的均有所下降,但影响不大。

【参考文献】：
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本文编号：3046488