熔體處理對(duì)356合金凝固特性的影響.pdf

1、356鋁合金因具有高的耐磨性、耐熱性、抗腐蝕性和良好的鑄造性能而被廣泛應(yīng)用于航空航天以及民用工業(yè)領(lǐng)域。近年來國(guó)內(nèi)外很多學(xué)者對(duì)于鋁合金的變質(zhì)處理、過熱處理及凝固理論進(jìn)行了相關(guān)研究，但其研究都缺乏系統(tǒng)性，而熔體溫度處理及凝固條件的變化對(duì)細(xì)化變質(zhì)元素及對(duì)稀土變質(zhì)后的356合金組織性能的影響還鮮有報(bào)道。為此，本文首先研究了稀土Y元素對(duì)356合金組織及性能的影響，并在此基礎(chǔ)上探索了熔體溫度處理及冷卻速度對(duì)合金變質(zhì)效果的影響。
　　稀土Y加入

2、到356合金中可以細(xì)化初晶α-Al并縮短二次枝晶的尺寸，Y原子一部分吸附在Si的生長(zhǎng)臺(tái)階上，阻礙Si以臺(tái)階生長(zhǎng)機(jī)制長(zhǎng)成片狀；另一部分與Al發(fā)生反應(yīng)以Al3Y的形式對(duì)基體合金起到了彌散強(qiáng)化的作用。兩者共同作用使組織中共晶硅的形態(tài)由片狀、針狀轉(zhuǎn)變?yōu)轭w粒狀、纖維狀，從而削弱了對(duì)基體的割裂作用。當(dāng)Y含量在0.2％時(shí)，合金的力學(xué)性能最好，硬度、抗拉強(qiáng)度及延伸率分別由未添加時(shí)的56HV、154MPa和1.9%提高至75HV、183MPa和4.1%。

3、
　　隨著過熱溫度的升高，初晶α-Al晶粒尺寸先增大隨后發(fā)生減小，分布由凌亂變得規(guī)則，均勻性變好，而合金的一次枝晶更加完整，二次枝晶間距有所減小。但總的來說，熔體溫度處理對(duì)α-Al枝晶的細(xì)化效果并不顯著。稀土Y的變質(zhì)效果隨著過熱溫度的提高呈現(xiàn)先弱化后有所好轉(zhuǎn)的趨勢(shì)。過熱溫度為900℃時(shí)，隨著保溫時(shí)間的增加，初晶α-Al枝晶變得發(fā)達(dá)且完整，共晶硅由顆粒狀、纖維狀轉(zhuǎn)變?yōu)樾∑瑺睿冑|(zhì)效果有所衰退。
　　隨著冷卻速度的降低，初晶α-

4、Al晶粒變得粗大且分布凌亂，二次枝晶間距增大，共晶硅由顆粒狀、纖維狀轉(zhuǎn)變?yōu)槠瑺?、針狀。合金的力學(xué)性能也有著顯著的降低，冷卻速度為122.7K/s時(shí)的顯微硬度為75HV，抗拉強(qiáng)度為183MPa，斷后其延伸率為4.1%。冷卻速度降低到26.8K/s時(shí)顯微硬度為52.1HV，抗拉強(qiáng)度為142MPa，斷后延伸率為1.6%，試樣斷口發(fā)生了由韌性斷裂到脆性斷裂的轉(zhuǎn)變。稀土Y變質(zhì)需要保持一定的冷卻速度才能使共晶硅按變質(zhì)形態(tài)生長(zhǎng)，其變質(zhì)效果對(duì)冷卻速度有