半固态流变压铸AlSi9Mg组织及性能研究

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1、摘要摘要半固态流变成形的最大优势是工艺流程短、生产成本低，符合当今时代节能减排、绿色铸造的要求。近些年来已经成为了半固态成形技术的发展趋势。半固态流变压铸利用半固态合金熔体具有触变性的特点，能有效减轻甚至消除气孔缺陷，具有独特的优势，工业应用前景非常光明。本文利用倾斜板法制备半固态A1Si9Mg合金熔体，并流变压铸标准试样。研究了浇注温度、压射比压、压射速度、固溶处理工艺参数对半固态A1Si9Mg组织及性能的影响，分析了在沿程流动过程中初生固相组织演变规律。研究表明：浇注温度对半固态A1Si9Mg合金熔体的微观组织特征影响较大，在本试验条件下，合适的浇注温度为610～

2、615。C，浇注温度为615。C时初生固相率为40．3％，初生固相的平均直径为22．41．tm，圆整度为0．606。压铸压力对半固态A1Si9Mg微观组织和性能的影响较大，在本试验条件下，合适的压射比压为48～72MPa，压射比压为48MPa时试样的抗拉强度为233MPa，延伸率为4．5％，布氏硬度为76，冲击韧性为98kJ吖n～。其微观组织中初生固相率为27．3％，初生固相的平均直径为17．2pm，圆整度为0．662。压铸速度对半固态A1Si9Mg微观组织和性能的影响较大，在本试验条件下，合适的压射速度为1．5~2．01TI／S，压射速度为1．5m／s时试样的抗拉强

3、度为238MPa，延伸率为5．7％，布氏硬度为83，冲击韧性为134kJ·m-2。其微观组织中初生固相率为38．9％，初生固相的平均直径为22．7pm，圆整度为0．663。流变压铸试样各部位初生0【．舢都为近球状晶粒，而非普通压铸的树枝晶。沿程流动时微观组织中圆整度变化很小，差异不超出0．1；初生固相率为波浪形曲线变化，变化值在20％左右；晶粒的平均直径在10～259m内不规则变化。固溶处理工艺参数对流变压铸零件组织和性能有较大的影响。固溶处理温度对抗拉强度和延伸率有较大的影响。本试验条件下适宜的固溶处理工艺为固溶处理温度5354C，保温时间2h，水温80。C。在此固

4、溶处理工艺参数下试样的抗拉强度305MPa，延伸率15．3％，布氏硬度107。关键词半固态；流变压铸；固溶处理；沿程流动；力学性能AbstractThegreatestadvantageofsemi-solidrheologicalformingprocessisthatprocessflowshort,lOWproductioncosts，inlinewiththerequirementsofenergy-savingandemissionreduction．Inrecentyea)sithasbecomeatrendofsemi-solidformingtechn

5、ology．Useofsemi．solidalloymeltwiththixotropiccharacteristicsemi—solidrheo-diecastingCaneffectivelyreduceoreliminatetheporositydefects．Semi-solidrheo-diecastinghasuniqueadvantagesanditsindustrialapplicationisverypromising．Inthispaper,semi．solidA1Si9Mgalloymeltpreparedbyslopingplate．Thenr

6、heo。diecastingandmadeittostandardsamples．Pouringtemperature，injectionpressure，injectionspeedandparametersofsolutionheattrealanentprocessarestudied．FindhowtheyaffectthemiorostructureandmechanicalpropertyonA1Si9Mgsemi-solidalloy．Microstructureevolutionoftheprimarysolidphaseisanalysedalong

7、alloymeltfillingprocess．一Theexperimentsshowthat：pouringtemperaturehavegreatinfluencesonthemicl．os仃uc眦ofsemi．solidA1Si9Mgalloymelt．Inthisexperiment，suitablepouringtemperatureis610。615"C．Whenpoutingtemperatureis615。Ctheprimarysolidfractionis40．3％．theaveragediameterofprimarysolidp