Al-Si合金铸造缺陷及其对力学性能影响的研究

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1、中文摘要摘要本文综述了铸造A1．si合金微孔缺陷的形成机理、氢含量和氧化夹杂等因素对微孔缺陷的影响；为了实现对凝固条件的控制并且使凝固沿着重力场相反方向，自行设计制造了一套反重力铸造(CWC)装置；考察了在反重力铸造凝固条件下氢含量对经六氯乙烷精炼和未经六氯乙烷精炼的铝硅合金铸件中微孔形成的影响；初步探讨了微孔对铸件拉伸性能的影响。主要的研究结果如下：对于未经任何熔体精炼除气处理的熔体试棒，在远离结晶器方向上，试棒中大孔(孔径大于0．5ram)数量先增多后减少，小孔(孔径小于0．5ram)数量先减少后增多，而孔隙率则先增大后减小，孔隙率在中间横截

2、面上达到1．801％。经过分析认为，这种现象是由于在远离结晶器的方向上，冷却速度和温度梯度逐渐变小、组织晶粒尺寸逐渐变大的缘故。通过对不同精炼除气方法得到的熔体试棒微孔情况进行观察发现，无论是经过六氯乙烷精炼还是未经六氯乙烷精炼的熔体状态试棒，氢含量对微孔缺陷的形成至关重要，氢含量越高，试棒的整体孔隙率越高。同时发现，熔体氢含量和微孔的形貌有很大的关系，氢含量高的熔体试棒中的微孔圆整度较氢含量低的熔体试棒微孔圆整度好。综合考虑熔体洁净度和凝固条件两个因素，同一根试棒具有相同的熔体洁净度，随着各个部位凝固条件的变化，其孔洞变化是很明显的。同时，在同

3、样的凝固条件下，氢含量高的熔体状态下微孔更容易产生，这就说明铝合金铸件微孔的形成并非由凝固条件这～个因素决定，氢含量也有很大的关系，两种因素相互影响，在微孔的形成过程中相互促进、缺一不可。对于微孔缺陷对拉伸性能的影响，在微孔缺陷较少的情况下，试棒的断裂倾向于发生在试棒的远离结晶器端。这主要是由于试棒靠近熔体端组织晶粒粗大，强度小的缘故。对于微孔缺陷较多的情况．断裂倾向于发生在微孔缺陷较为严重的试棒中部，同时中部横截面孔隙率高的试棒具有更低抗拉强度和断后延伸率。这主要是由于微孔减小了铸件的有效截面面积，而且有可能是裂纹源的缘故。关键词：反重力铸造；

4、孔洞；AI-Si合金：孔隙率；氢含量；抗拉强度；延伸率—————————AB—ST—R—AC—T————————————————一ABSTRACTDeveloDment0Ⅱe妇隆ctsofhydrogenlevelandoxidesetcontheformationofpore8inAl-s1alloycastingsarereviewedin吐lispapeLACountergravityWithdrawalCastingset-upselfdesi印ed1sllsedtoconⅢthesolidificationdirectionagains

5、tgravity．Effectsofmeltpurityontheformationofpores1nA356allovwithdi强{rentmeltingR'eatmentswereinvestigated．Andeffectsofpote5幻咖edonthe艳nsllepropertywerealsoinvestigated．Resultsareshown∞tIlcfollo”ing·nlefornlationofporesincast-mgalloywithoutanydegassingisinvestigatedbyme诅llo铲印hi

6、ca11alvs扭．Itisfound恤t，withdistancefarfromthecooler,thenumberofl雄pore3(wi也5izel赠¨h锄O．5m曲is觚incremd龃d也铋decreased，andthenumberofsmallpore(withsi8l。55咖0·5”)18觚tdecre删andnleninereased．Accordingly,theareafractionofporesisfr,stinc佗删鼬d悯dec删ed．Itis也ou曲tthatthisphenomenonisrelamdtothed

7、ecreaseofthermal则龇锄dhencecoolingratewithfarfromthecooler．Thefo加1ationofporcsilIrodsmadeformdifferentmeltdegassedandrefinedwithdifferemmethodsi3矗lso．mve蚰昏a把d．Itisfoundthat,hydrogenlevelisdeeplyrelatedtotheformation0fpor。5mc罄t‘ngallovwhemerthemeltisrefined0rnotbyC2CMpowdeLThehi

8、gherthehydrogenlevelinthe。neh，恤ehi咖rthecompositiveareafractionofpore