高强韧铸造铝合金组织和性能的综合优化

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1、摘要铸造铝硅合金的晶粒尺寸、凝固组织中a-AI枝晶和共晶si的形态及分布对力学性能影响很大，因此需要对合金进行熔体处理以及热处理，从而达到改善组织形貌、提高力学性能的目的。本文以A357合金为研究对象，通过在合金熔体中加入细化剂、变质剂来研究细化与变质对合金微观组织和性能产生的影响，并研究了A357合金的壁厚效应。本文的主要研究内容如下：1．Sr变质合金的共晶硅为纤维状，抗拉强度、屈服强度都大于Na、Sb变质合金。Sr变质的共晶硅相在热处理后得到了很好的粒状化效果，比Na盐变质变得更细小和圆整。在变质效果好的合金中，共晶Si相

2、与a枝晶在合金的晶界处交错排列，相界面能够阻碍滑移的进行，使得合金变形更为困难，因而共晶si相组织越多，强度越高，塑性越低。sb的变质能力较弱，使共晶硅的形貌由板片状转变成细纤维状。在Na、Sr、Sb三种变质剂中，Sb变质合金的延伸率最高。2．对于A357合金，AI-5Ti-B的加入不仅可以抑制初晶a-^l的生长，细化『A1相，而且随着a—A1相的细化也会相应细化合金的硅相组织，改善共晶硅的形态。Ti含量对合金的屈服强度和抗拉强度影响不大，但对合金的塑性影响较大，随Ti含量的增加，合金的延伸率呈现先增加后减小的趋势。3．研究了

3、A1—5Ti—B细化剂和Na盐变质剂对金属型铸造A357合金的微观组织和力学性能的影响。在两者共同作用于合金时，合金的力学性能低于Ti细化，高Na盐变质。4．探讨了壁厚对砂型铸造A357合金组织、硬度和热处理的影响。结果表明随铸件壁厚的增加，A357合金的组织变得粗大，硬度变小。随壁厚的增加，固溶处理和时效处理所需的时间也更长。关键词：A357合金；细化和变质：微观组织和力学性能：壁厚效应：热处理西北工业大学硕士学位论文AbstractTheA1-Sicastingalloys’Smechanicalpropertiesale

4、stronglyinfluencedbygrainsize．distributionandmorphologyofⅡ—Udendriticcrystalandeutectic-silicon,heattreatment．Accordingly,melttreatmentandheattreatmentforthealloysaremadetoimprovesolidificationmorphologiesandincreasemechanicalproperties．T11isthesisregardedA357alloya

5、stheresearchobject．TheeffectsofrefinementandmodifieationellthemicrostructureofalloyshavebeeninvestigatedbyaddingtherefinerandmodifierinthemelLthesensibilitytowallthicknessinA357alloyWasalsostudied．Theresearchaspectsofthepaperareasfollows：1．11坞Sr-modifiedstructuresex

6、hibitedfibrousSiandSr-modifiedalloysa托significantlyhigherthanthoseoftheNa-modifiedandtheSb-modifiedalloyintensilepropertiesandyieldstrength．EutecticSiparticlesofSt-modifiedalloysarepalletizedobviously,thinnerandrounderthantheNa-modified．EutectieSiphasesa∞staggeredpa

7、tternwithu-dendritesoncrystalboundaryinmodifiedbetteralloy．Thephaseinterfaceshindranceglidingandmakeitdifficulttodeformforalloy,andSOthemoreeutecticstructures，thehigherintensityandthelowerplasticity．SbisweakermorethanNainmodifyingability,andmicrostructureofeutectic—

8、SimaybechangedfromflakestofibrousbySbmodified．皿eSb-modifiedalloy’SelongationWashighestinthethreemodifiers．2．TheresultsshowthatAl-5Ti-Bnoto