反重力铸造条件下氢含量和冷却速度对铝合金铸件中孔洞的影响

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1、Mar.2009铸造Vol.58No.3FOUNDRY·205·"!!!!!!!"!!"新材料·新工艺!!!!!!!"反重力铸造条件下氢含量和冷却速度对铝合金铸件中孔洞的影响王慧萍，赵磊，周标，廖恒成，潘冶（东南大学材料科学与工程学院，江苏南京211189）摘要：采用反重力铸造凝固，通过观察统计四种不同氢含量试棒中的孔洞，研究氢含量和冷却速度对铝硅合金铸件中孔洞形成的影响。研究发现，氢含量对孔洞缺陷的形成至关重要，相同凝固条件下，氢含量高的熔体更易形成孔洞；随熔体氢含量增高，孔的个数和孔隙率增大；只要氢含量足够低，即使凝固补缩状况很差，也难以形成大孔；冷却

2、速度也影响孔洞形成，快的熔体冷却速度可有效减少孔洞个数和尺寸；在凝固过程中冷却速度和氢含量共同作用影响孔洞形貌、数量、尺寸及孔隙率。关键词：反重力铸造；氢含量；冷却速度；铝硅合金；孔洞+中图分类号：TG146.21文献标识码：A文章编号：1001-4977（2009）03-0205-05EffectofHydrogenContentandCoolingRateonPorosityinAluminumAlloyPartsbyCounter-GravityCastingWANGHui-ping,ZHAOLei,ZHOUBiao,LIAOHeng-cheng,P

3、ANYe（SchoolofMaterialsScienceandEngineering,SoutheastUniversity,Nanjing211189,Jiangsu,China）Abstract：FourAl-Sialloyspecimenswithdifferenthydrogencontentwerefabricatedbycounter-gravitycasting,andtheeffectsofhydrogencontentandcoolingrateonformationofporosityinthealloywereinvestigate

4、d.Theresearchshowsthathydrogencontentplaysacrucialroleonporositydefect.Atsamesolidificationcondition,meltwithhighhydrogencontentisliabletoformpores;asthehydrogencontentbecamehigher,thenumberofporesandvolumefractionofporesincrease.Aslongasthehydrogencontentislowenough,itishardtofor

5、mbigporesevenifmeltfeedingispoor.Coolingratealsoexertsanimportantinfluenceontheformationofpores.Rapidcoolingcaneffectivelydecreasethenumberandsizeofpores;intheprocessofsolidification,hydrogencontentandcoolingratecorporatelydeterminethenumber,sizeandvolumefractionofpores.Keywords：c

6、ounter-gravitycasting;hydrogencontent;coolingrate;Al-Sialloy;porosity铝合金性能优良，广泛应用于工业生产中。随科响孔洞形成的诸多因素中，氢含量是最具决定性的因[8-12]技和工业生产的发展，特别是航空、航天、电子工业素，冷却速度对孔洞的影响也较大。笔者将利用自等的发展，人们对铝材的性能提出了越来越高的要求。行设计的反重力铸造装置（Counter-gravityWithdrawal几十年来，围绕铸造铝合金成分、组织、性能等已经Casting，简称CWC），研究反重力铸造条件下氢含量进行大量研

7、究，铝合金的铸造工艺技术和熔体处理技和冷却速度对铸件孔洞的影响，对氢含量和冷却速度[1-2]术也飞速发展，铝合金铸件综合性能有很大提高，与孔洞的关系有一新的认识。但仍存在气孔、缩孔、缩松、夹杂、裂纹等铸造缺陷，1试验方法[3-4][5-6]严重影响铸件性能。有研究表明，孔洞（显微缩松或气孔）是最主要的显微组织缺陷，降低铸件性能1.1合金液的制备和使用寿命。许多研究者和铝铸件生产者对如何改善试验合金为A356（Al-7%Si-0.4%Mg）。用坩埚式铸造缺陷做了大量研究，国内研究主要在工艺改良上，电阻炉和不锈钢坩埚熔炼，把4.5kgA356合金熔化过[7]如

8、沈阳工业大学李荣德研究了铸造工艺变量（壳的预热到760℃后降至72