ZL101铝合金底座铸件裂纹形成机理分析.pdf

《ZL101铝合金底座铸件裂纹形成机理分析.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、种铸造及有色合金2014年第34卷第2期ZL101铝合金底座铸件裂纹形成机理分析杜旭初洪润洲樊振中陈明伟(中国航空工业集团公司北京航空材料研究院)摘要针对zI101底座铸件研制过程中出现的宏观裂纹缺陷，借助光谱分析、OM、SEM、EDS对裂纹部位进行了化学成分、力学性能与断口形貌分析。宏观裂纹区域化学成分符合HB962—2001标准；铸态与T5热处理态抗拉强度均大于150MPa，伸长率不低于4％；断口呈现为典型的沿晶断裂形貌，裂纹起始于晶界处的初生与共晶Si相，并沿晶界快速延伸扩展，T5热处理后si粒子逐渐趋于球状化。静力载荷FEM数值仿真结果表明，ZI101底座铸件中心通孔加强筋由i0mm减

2、至5mill后，峰值静载应力由206．9MPa降为91．6MPa；最大动态位移由1．39mill降至0．61mm，宏观裂纹数量减少，铸件生产合格率得到提高。关键词底座铸件；ZI101铝合金；裂纹；数值仿真中图分类号TG111．91；TG146．21文献标志码A文章编号1001—2249(2014)02—0216—06CrackFormationMechanismAnalysisofZL101AluminiumAlloyBaseCastingDuXuchu，HongRunzhou，FanZhenzhong，ChenMingwei(AviationIndustryCorporationofChin

3、a，BeijingInstituteofAeronauticalMaterials)Abstract：Themacro—fracturecrackdefectswhichappearedinthemanufactureprocessofZL101alumin-iumalloybasecastingwasanalyzedbychemicalcomposition，mechanicalpropertiesandtensilefracturewiththehelpofspectrumanalysis。opticalmicroscope(OM)，scanningelectronmicroscope(S

4、EM)，an—ergydispersivespectrometer(EDS)andmechanicalpropertytesting．ThechemicalcompositionnearbymacrofracturecrackisinlinewithHB962—2001standards，andboththetensilestrengthundercastingandT5heattreatmentstatearemorethan150MPawithelongationmorethan4％．Inaddition，tensilefractureischaracterizedbythetypical

5、intergranularfracturemorphology，wherecrackisgeneratedinthegrainboundryamongtheprimaryandeutecticsiliconparticles，thenpropagatedalongthegrainboundryrapidly．SiliconparticlesaregraduallyspheroidizedafterT5heattreatment．TheFEMnumeri—calsimulationanalysisofstaticforceloadshowsthatthepeakstaticloadingstre

6、ssisdecreasedfrom206．9MPato91．6MPa。andthedynamicdisplacementisreducedfrom1．39mmto0．61mmwhenan—hancedribisreducedfromlOmmto5mm，decreasingthemacro—defectsandimprovingthequalityofthealuminumalloybase．KeyWords：BaseCasting，ZL101AluminiumAlloy，Crack，NumericalSimulationZLIO1合金为可热处理强化的A1一Si—Mg系铸造铝铝合金底座类铸件同样

7、易于在厚大部位处产生裂纹缺合金，具有较好的充型流动性与力学性能，即高的流动陷，降低了铸件的合格率。本课题以ZLIOI铝合金底性、气密性和低的热裂倾向，还具有良好的耐腐蚀性能座铸件为研究对象，通过化学成分分析、力学性能测试、和焊接性能，是一种应用广泛的铸造铝合金，适用于砂金相组织观察并结合EDS能谱，分析了其裂纹形成机型、金属型、熔模壳型和石膏型等制造形状结构复杂、壁理，初步探讨了铸件结构对凝固裂纹