鑄造A356鋁合金組織與性能的研究.pdf

1、鑄造A356-T6鋁合金因具有良好的鑄造性能、熱處理性能、加工性能和疲勞性能以及高的比強(qiáng)度，成為工業(yè)中廣泛應(yīng)用的Al-Si系鑄造鋁合金。長(zhǎng)期以來(lái)，人們對(duì)A356合金的熔煉技術(shù)、變質(zhì)工藝、熱處理制度以及組織性能進(jìn)行了多方面的研究。但是，作為新型渦扇支線飛機(jī)用鑄造A356合金性能數(shù)據(jù)來(lái)源相對(duì)復(fù)雜，需要對(duì)其進(jìn)行補(bǔ)充試驗(yàn)研究，以滿足渦扇支線飛機(jī)選材和民用飛機(jī)適航審查的要求。本文對(duì)A356合金的微觀組織及其對(duì)力學(xué)性能的影響，以及合金的斷裂韌性、腐

2、蝕性能的進(jìn)行了廣泛和深入的研究，重點(diǎn)研究了合金的斷裂韌性、應(yīng)力腐蝕、晶間腐蝕性能。 通過(guò)光學(xué)顯微鏡(OM)、透射電鏡(TEM)、掃描電鏡(SEM)等研究方法發(fā)現(xiàn)，A356-T6微觀組織包括初生α(Al)、(α+Si)共晶體、沉淀析出的Mg<,2>Si強(qiáng)化相、富Fe相化合物等等，以及產(chǎn)生的疏松、縮孔、夾雜和氧化膜等缺陷，缺陷的性質(zhì)、尺寸、數(shù)量和分布嚴(yán)重影響合金的性能。在拉伸載荷作用下，內(nèi)部鑄造缺陷或夾雜處往往成為裂紋萌生源；長(zhǎng)而細(xì)

3、的硅顆粒在拉伸載荷作用下較容易開(kāi)裂，也會(huì)成為裂紋萌生源。 采用缺口試樣對(duì)合金的斷裂韌性進(jìn)行了研究，試驗(yàn)結(jié)果表明，鑄造A356-T6合金的斷裂韌性值為15～21 MPa·m<'1/2>，掃描電鏡(SEM)觀察其斷口宏觀上呈現(xiàn)脆性斷裂特征，微觀斷裂機(jī)制為穿晶準(zhǔn)解理；另外，合金在熔煉和鑄造過(guò)程中形成縮松縮孔、枝晶偏析、變質(zhì)劑殘留、非金屬夾雜、硬質(zhì)點(diǎn)等，往往成為裂紋源，降低平面斷裂韌度K<,IC>值。 研究了A356-T6鑄造鋁

4、合金在3.5％NaCl水溶液中的應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂特性，測(cè)得了該環(huán)境條件下材料的應(yīng)力腐蝕裂紋擴(kuò)展速率及K<,ISCC>值，分析了合金的應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂機(jī)理。結(jié)果表明，A356鋁合金對(duì)環(huán)境應(yīng)力腐蝕敏感性比較高，環(huán)境對(duì)A356鋁合金斷裂強(qiáng)度的影響必須加以考慮。A356鋁合金應(yīng)力腐蝕斷口宏觀上觀察不到塑性變形，屬于脆性斷裂，微觀上呈現(xiàn)沿晶斷口形貌。 研究了A356-T6合金的晶間腐蝕性能，試驗(yàn)結(jié)果表明，A356合金在腐蝕溶液(57g/LNaCl