變質(zhì)及熱處理對鑄造鋁硅合金組織及性能的影響.pdf

1、鑄造鋁硅合金是一種重要的合金材料，具有質(zhì)量輕、強度高、耐磨耐蝕性好等優(yōu)點，廣泛應(yīng)用于航空航天及汽車領(lǐng)域，但其組織中常出現(xiàn)的粗大共晶硅組織對合金的力學性能具有嚴重的不利影響，因此需要對該組織進行細化變質(zhì)及相關(guān)熱處理。稀土被認為是金屬的“維他命”，對鑄造鋁硅合金具有良好的變質(zhì)作用。
　　本文以Al-Nd中間合金的方式向ZL101鑄造鋁硅合金中添加不同含量稀土Nd進行變質(zhì)處理。結(jié)果表明：Nd的添加使得合金中初晶α-Al組織由凌亂無規(guī)律性

2、變得均勻規(guī)則，二次枝晶間距減小，共晶硅組織得到很好的細化，Nd含量達到0.3wt.％時細化效果最佳，合金硬度、抗拉強度及延伸率分別達到72HBS、190Mpa和2.9%，較未變質(zhì)時分別提高28.6%、23.4%和52.6%，進一步提高Nd含量至0.4wt.%時，合金中生成化合物相Al8Si8MgNd2，對合金組織性能均不利；Nd的變質(zhì)作用對冷卻速度敏感性較強，只有當合金的冷卻速度較大時才能發(fā)揮良好的細化效果；浸泡腐蝕及電化學腐蝕試驗結(jié)果

3、表明，Nd對合金耐腐蝕性能具有提高作用，添加0.1wt.%及0.3wt.%Nd后合金在3.5%NaCl溶液中的自腐蝕電位由未變質(zhì)時的-0.926V分別提高到了-0.786V、-0.703V，腐蝕電流密度由未變質(zhì)時的4.046×10-5A/cm2分別降到了5.048×10-6A/cm2、2.215×10-6A/cm2；DSC曲線結(jié)果表明，Nd的添加使得合金的共晶過程被抑制，添加0.1wt.%及0.3wt.%Nd后共晶溫度由未變質(zhì)時的583

4、.7℃分別降為580.6℃、576.5℃，Nd是通過影響合金晶粒的長大而非形核過程對合金產(chǎn)生變質(zhì)作用的；重熔及長效性試驗結(jié)果表明，Nd的變質(zhì)具有很好的抗衰退能力，變質(zhì)6h及重熔4次后合金組織仍呈細化狀態(tài)；熱處理正交試驗結(jié)果表明，影響Nd變質(zhì)合金力學性能的熱處理參數(shù)先后次序為：時效溫度＞時效時間＞固溶時間＞固溶溫度，理想熱處理工藝參數(shù)為固溶540℃×6h+時效170℃×10h，此時合金抗拉強度、延伸率及硬度分別為298MPa、4.02%和