汽车用铸造铝合金的浇注和变质行为研究
发布时间：2021-07-13 17:06
分别采用Al-Ti-B和Al-0.04Sr对铸造Al7Si Mg合金进行变质处理,研究了传统浇注工艺、空冷至低温浇注和激冷至低温浇注工艺下合金的显微组织与力学性能变化规律。结果表明,Al-5Ti-1B和Al-0.04Sr变质处理的Al7Si Mg合金不同浇注工艺下晶粒尺寸从大至小依次为:730℃浇注>空冷至650℃浇注>激冷至650℃浇注,激冷至低温进行处理可以获得最好的变质效果;随着激冷至低温温度的降低,合金的抗拉强度、屈服强度和断后伸长率有逐渐降低趋势;Al-5Ti-1B和Al-0.04Sr变质处理的Al7Si Mg合金的抗拉强度相当,但是后者的塑性较好。
【文章来源】：热加工工艺. 2015,44(23)北大核心CSCD
【文章页数】：4 页
【部分图文】：
在730℃浇注的castingprocesses(c)激冷至650℃浇注110
i-1B变质处理时基本一致。对三种不同浇注工艺下得到的铸件进行扫描电子显微组织观察，结果如图5。经过Al-0.04Sr变质处理的Al7SiMg合金中共晶硅都分布在枝晶间，且共晶硅形态主要呈现短棒状和片状混合形态，但是三种浇注工艺下共晶硅的存在形式又有其自身特点，具体可以归纳为：730℃浇注，共晶硅呈现团簇状；空冷至650℃浇注，短杆状和片状共晶硅共存，片状尺寸有所减小；激冷至650℃浇注，片状共晶硅消失，短杆状的共晶硅致密地分布在枝晶间。从共晶硅形态上来看，经过激冷处理的浇注工艺的变质效果最为理想。图6为Al7SiMg合金激冷至不同浇注温度的显微组织。随着激冷温度的降低，Al7SiMg合金中共晶硅的尺寸有减小的趋势。当激冷至670℃浇注时，枝晶间存在着层片状的共晶硅和短杆状的共晶硅，二者都比较均匀致密；当激冷至640℃浇注时，共晶硅主要呈现短杆状，且逐渐团簇化，分布也变得不均匀；当激冷至610℃浇注时，共晶硅形状演变成网状分布的鱼骨状，枝晶间还有少量的层片状共晶硅，整表1Al-5Ti-1B合金变质Al7SiMg合金的力学性能Tab.1MechanicalpropertiesofAl7SiMgalloymodifiedbyAl-5Ti-1Balloy(c)激冷至650℃浇注(a)730℃浇注(b)空冷至650℃浇注(c)激冷至650℃浇注(a)730℃浇注(b)空冷至650℃浇注50μm50μm50μm浇注工艺抗拉强度/MPa屈服强度/MPa断后伸长率(%)730℃浇注15194.52.3空冷至650℃浇注15996.52.44激冷至650℃浇注163972.45激冷至670℃169.51022.47激冷至640℃161952.46激冷至610℃149842.37图4不同浇注工艺下变质合金的金相组织Fig.4Opiticalmicrostructureofmodifiedalloyunderdifferentcastingprocesses图5不同浇注工艺下变质合金的扫描电子显微组织Fig.5SEMimagesofmodified
阶⒌暮辖鹌?晶粒尺寸最校主要的原因在于在730℃进行浇注时，合金形核核心较少，在随后的冷却过程中所需要的时间较长，晶粒在这个过程中会发生粗化和长大，所以晶粒比较粗大；而空冷至650℃浇注时，由于凝固过程中形核核心较多，因此晶粒在一定程度上会有所细化；对比分析激冷至浇注温度的处理方式，虽然激冷体已经熔化，但是短程有序团簇的数量仍然较多，这些团簇可以作为形核核心，从而细化合金晶粒[2]，且细化效果要比空冷至低温浇注的要好。对三种不同浇注工艺下得到的铸件进行扫描电子显微组织观察，结果如图2。在730℃浇注的Al7SiMg合金中的共晶硅组织主要以针状形态出现，有的已经达到50μm以上，且主要都集中在合金的枝晶间；当浇注工艺改为空冷至650℃浇注后，Al7SiMg合金中的共晶硅形态发生了显著变化，此时的共晶硅主要以短片状形式出现，尺寸相对较小，也多集中在枝晶间；而激冷至650℃浇注的Al7SiMg合金中的共晶硅主要呈现出块状，且尺寸是三种浇注工艺下最小的，且共晶硅含量明显降低。图3为Al7SiMg合金熔体激冷至不同浇注温度的显微组织。可看出，当激冷至670℃进行浇注时，Al7SiMg变质合金中的共晶硅主要以放射状针状形态出现，尺寸约在25μm；当激冷至640℃进行浇注时，Al7SiMg变质合金中的共晶硅主要呈现块图1不同浇注工艺下变质合金的金相组织Fig.1Opiticalmicrostructureofmodifiedalloyunderdifferentcastingprocesses(c)激冷至650℃浇注(a)730℃浇注(b)空冷至650℃浇注(c)激冷至650℃浇注(a)730℃浇注(b)空冷至650℃浇注50μm50μm50μm(c)激冷至610℃浇注50μm50μm50μm(a)激冷至670℃浇注(b)激冷至640℃浇注图2不同浇注工艺下变质合金的扫描电子显微组织Fig.2SEMmorpholog
【参考文献】：
期刊论文
[1]AlTiBRE细化剂对新型Al-Si-Mg合金组织和性能的影响[J]. 张中可,车云,门三泉,李祥. 贵州科学. 2014(06)
[2]挤压铸造重载汽车用铝合金车轮的组织及性能[J]. 马春江,陈玖新,葛素静,计国富,邢书明. 特种铸造及有色合金. 2014(10)
本文编号：3282458
【文章来源】：热加工工艺. 2015,44(23)北大核心CSCD
【文章页数】：4 页
【部分图文】：
在730℃浇注的castingprocesses(c)激冷至650℃浇注110
i-1B变质处理时基本一致。对三种不同浇注工艺下得到的铸件进行扫描电子显微组织观察，结果如图5。经过Al-0.04Sr变质处理的Al7SiMg合金中共晶硅都分布在枝晶间，且共晶硅形态主要呈现短棒状和片状混合形态，但是三种浇注工艺下共晶硅的存在形式又有其自身特点，具体可以归纳为：730℃浇注，共晶硅呈现团簇状；空冷至650℃浇注，短杆状和片状共晶硅共存，片状尺寸有所减小；激冷至650℃浇注，片状共晶硅消失，短杆状的共晶硅致密地分布在枝晶间。从共晶硅形态上来看，经过激冷处理的浇注工艺的变质效果最为理想。图6为Al7SiMg合金激冷至不同浇注温度的显微组织。随着激冷温度的降低，Al7SiMg合金中共晶硅的尺寸有减小的趋势。当激冷至670℃浇注时，枝晶间存在着层片状的共晶硅和短杆状的共晶硅，二者都比较均匀致密；当激冷至640℃浇注时，共晶硅主要呈现短杆状，且逐渐团簇化，分布也变得不均匀；当激冷至610℃浇注时，共晶硅形状演变成网状分布的鱼骨状，枝晶间还有少量的层片状共晶硅，整表1Al-5Ti-1B合金变质Al7SiMg合金的力学性能Tab.1MechanicalpropertiesofAl7SiMgalloymodifiedbyAl-5Ti-1Balloy(c)激冷至650℃浇注(a)730℃浇注(b)空冷至650℃浇注(c)激冷至650℃浇注(a)730℃浇注(b)空冷至650℃浇注50μm50μm50μm浇注工艺抗拉强度/MPa屈服强度/MPa断后伸长率(%)730℃浇注15194.52.3空冷至650℃浇注15996.52.44激冷至650℃浇注163972.45激冷至670℃169.51022.47激冷至640℃161952.46激冷至610℃149842.37图4不同浇注工艺下变质合金的金相组织Fig.4Opiticalmicrostructureofmodifiedalloyunderdifferentcastingprocesses图5不同浇注工艺下变质合金的扫描电子显微组织Fig.5SEMimagesofmodified
阶⒌暮辖鹌?晶粒尺寸最校主要的原因在于在730℃进行浇注时，合金形核核心较少，在随后的冷却过程中所需要的时间较长，晶粒在这个过程中会发生粗化和长大，所以晶粒比较粗大；而空冷至650℃浇注时，由于凝固过程中形核核心较多，因此晶粒在一定程度上会有所细化；对比分析激冷至浇注温度的处理方式，虽然激冷体已经熔化，但是短程有序团簇的数量仍然较多，这些团簇可以作为形核核心，从而细化合金晶粒[2]，且细化效果要比空冷至低温浇注的要好。对三种不同浇注工艺下得到的铸件进行扫描电子显微组织观察，结果如图2。在730℃浇注的Al7SiMg合金中的共晶硅组织主要以针状形态出现，有的已经达到50μm以上，且主要都集中在合金的枝晶间；当浇注工艺改为空冷至650℃浇注后，Al7SiMg合金中的共晶硅形态发生了显著变化，此时的共晶硅主要以短片状形式出现，尺寸相对较小，也多集中在枝晶间；而激冷至650℃浇注的Al7SiMg合金中的共晶硅主要呈现出块状，且尺寸是三种浇注工艺下最小的，且共晶硅含量明显降低。图3为Al7SiMg合金熔体激冷至不同浇注温度的显微组织。可看出，当激冷至670℃进行浇注时，Al7SiMg变质合金中的共晶硅主要以放射状针状形态出现，尺寸约在25μm；当激冷至640℃进行浇注时，Al7SiMg变质合金中的共晶硅主要呈现块图1不同浇注工艺下变质合金的金相组织Fig.1Opiticalmicrostructureofmodifiedalloyunderdifferentcastingprocesses(c)激冷至650℃浇注(a)730℃浇注(b)空冷至650℃浇注(c)激冷至650℃浇注(a)730℃浇注(b)空冷至650℃浇注50μm50μm50μm(c)激冷至610℃浇注50μm50μm50μm(a)激冷至670℃浇注(b)激冷至640℃浇注图2不同浇注工艺下变质合金的扫描电子显微组织Fig.2SEMmorpholog
【参考文献】：
期刊论文
[1]AlTiBRE细化剂对新型Al-Si-Mg合金组织和性能的影响[J]. 张中可,车云,门三泉,李祥. 贵州科学. 2014(06)
[2]挤压铸造重载汽车用铝合金车轮的组织及性能[J]. 马春江,陈玖新,葛素静,计国富,邢书明. 特种铸造及有色合金. 2014(10)
本文编号：3282458
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