复合变质对zl107显微组织和力学性能的影响

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1、摘要铸造铝硅合金由于其良好的铸造性能成为铝合金铸造中使用最多，应用范围最广的一种合金系，其中ZLl07合金除了具有良好的铸造性能之外，更具有优良的气密性和较高的综合性能，已越来越受到人们的关注。但是长期以来，困扰和限制该类合金应用的主要问题是这类合金的缺点常规铸造合金的组织中，存在针片状的共晶硅，割裂了合金基体，使合金性能下降，而且合金中的a(A1)枝晶发达，晶粒尺寸较大，力学性能未能得到充分挖掘，限制了该合金的应用范围。工业上一般采用变质处理来改变si相的形貌，使其以有利的形状，较小的尺寸均匀分布在基体中，而加入

2、细化剂能有效地改善合金的组织形貌，细化合金晶粒。本文根据铝合金变质与细化原理，通过向ZLl07合金中添加铝锑与铝钛硼中间合金的方法，利用金相显微镜，扫描电镜，能谱分析及力学性能测试等测试手段，研究了Sb和A1．5Ti．1B对铸态与T6态合金的显微组织和力学性能的影响，得出了最优化加入量，并分析了Sb与A1．5Ti．1B在合金中的作用机理。试验结果表明：Sb能有效地使共晶硅由板条状变为粒状与孤块状，单独加入0．2％Sb时合金力学性能最好；AI．5Ti．1B能对ZLl07产生良好的细化效果，单独加入0．2％A1．5Ti

3、．1B时合金中a(A1)--次晶臂平均尺寸最小，力学性能最好；复合加入时，均加入O．3％并经过T6处理后，合金的性能达到最佳状态，此时，抗拉强度Ob、延伸率6、布氏硬度HBS分别为450Mpa、4．65％、142，比铸态ZLl07合金分别提高了143％、86％、87％。而且，经过T6处理后，合金力学性能得到了提高，特别是在复合变质后可以得到大幅度提高。该状态的ZLl07合金力学性能已经达到国内同类合金的领先水平，可以满足较高强度结构部件的需要。分析表明：锑进入合金后，吸附在Si的表面，阻碍了共晶Si的生长，使共晶S

4、i片厚度的增加受到了抑制，A1Sb质点的增多为a(A1)形提供支撑；加入A1-5Ti．1B中间合金时，合金中形成的化合物TiAl3、TiB2等成为a(A1)形核的异质核心，并且TiB2能抑制a(A1)的快速长大，使晶粒得到细化。关键词：ZLl07合金．Sb．AI．5Ti．1B．复合变质．微观组织．力学性能AbstractCasting熊簿alloysarethemostwidelyusedaluminiumalloywithmostusagequantityduetoits900dcastperformance．T

5、healloyofZLl07isoneofthewidelyindustryusedalloysbecauseithasnotonlygoodcastperformance，butalsogoodairsealperformanceandrelativelybettercomprehensiveperformance，ofwhichwasincreasinglyconcerned．However,foralongtime，ZLl07alloycan’tbeenwidelyappliedbecauseofcoal-s

6、eneedle-likeorlamellareutecticsiliconinthenormalmicrostrueturesofcastingAi-Sialloys，whichgreatlyaggravatedthemechanicalpropertiesofthesealloys．SothecontrolofthemophologyandsizeofSiphasehavebecamethemostimportantandnecessaryprocessingforthesealloysbeforeusingth

7、em，andadendriteofAhminiumalloyswasgraduallyuniformedandtheaveragegrainsizeWaseffectivelydecreasedafteradditionofgrainrefinermasteralloy．Inthisthesis，SbandAI一5啊-1BWasfusedintomeltsofZLl07alloyaccordingtotheprincipleofaluminumalloysmodificationandgrainrefinement

8、，TheeffectoftheseadditionsonthemicrostmctureandmechanicalpropertiesinthealloyswereinvestigatedbyOM，SEM，EDSandEUMTS，etc．Heattreatmentprocesseswerealsotakenintoaccount，andthebestamou