壓鑄AlSi10MgMn合金的組織和力學(xué)性能研究.pdf

1、近年來我國汽車工業(yè)獲得了飛速發(fā)展。隨著環(huán)保問題日益引起人們的關(guān)注,以輕量化為主的節(jié)能減排技術(shù)已成為汽車工業(yè)的共同課題之一。鋁合金作為輕量化技術(shù)的首選材料,在汽車行業(yè)獲得了越來越廣泛的應(yīng)用。壓鑄是鑄造鋁合金的主要成形方法之一,具有材料利用率高,表面成型質(zhì)量好,力學(xué)性能優(yōu)異的特點,在鋁合金汽車零部件的生產(chǎn)中占有重要地位。
　　壓鑄AlSi10MgMn合金為Al-Si-Mg-Mn系高強韌鋁合金,鑄造性能好,壓鑄件尤其是高真空壓鑄件力學(xué)性

2、能優(yōu)良,還可以通過熱處理獲得進一步強化,因此此類合金在薄壁、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、受負荷的汽車結(jié)構(gòu)件或安保件的生產(chǎn)中具有廣闊的應(yīng)用前景。
　　本文基于自主研發(fā)的高真空壓鑄技術(shù),研究了金屬液充型時模具型腔真空度對鑄件組織和性能的影響;采用高真空壓鑄技術(shù)分別研究了人工時效T1、高溫固溶處理T5、T6對高真空壓鑄AlSi10MgMn組織和性能的優(yōu)化;根據(jù)實際生產(chǎn)需要,研究了Mg含量對低真空(普通)壓鑄AlSi10MgMn組織和性能的影響。研究結(jié)果表

3、明:
　　(1)高真空壓鑄可以顯著降低鑄件的含氣量,提高鑄件致密度。與普通壓鑄相比,高真空壓鑄件的強韌指數(shù)提高了55.1％,材料的抗拉強度、屈服強度、伸長率、硬度分別提高了12.7%、38.4%、130.4%、4.9%。
　　(2)人工時效可以顯著提高高真空壓鑄AlSi10MgMn鑄件的性能,尤其是強度。當(dāng)時效溫度為170℃,時效時間為8h,材料的抗拉強度達到了351.3MPa,屈服強度達到248.9MPa,相對于鑄態(tài)下的鑄

4、件,分別提高了13%和30.5%。
　　(3)T5高溫?zé)崽幚砜梢愿纳畦T件的組織,鑄件的強度和伸長率獲得了很大提高,尤其是伸長率。當(dāng)固溶溫度為510℃,固溶時間為3h,時效溫度為155℃,時效時間為2h時,熱處理后鑄件伸長率可達到9.2%,強韌指數(shù)達到1163.9。固溶處理后鑄件的微觀組織發(fā)生變化,共晶硅發(fā)生了熔斷、粒化和球化,并且均勻分布在α-Al固溶體上。
　　(4)通過正交試驗,研究了T6各個工藝因素對鑄件性能的影響,當(dāng)

5、固溶溫度為500℃,固溶時間為2h,時效溫度為170℃,時效時間為4h時,材料的抗拉強度可以達到358.4MPa,屈服強度達到286.6MPa,伸長率達到6.1%,布氏硬度為110.4,強韌指數(shù)達到1103.8。
　　(5)低真空壓鑄可以減少鑄件內(nèi)部的含氣量,在高溫短時固溶處理時,鑄件表面沒有發(fā)生鼓泡,尺寸保持穩(wěn)定。高溫短時熱處理,可以改善鑄件的內(nèi)部組織,提高鑄件的伸長率和改善鑄件的強韌性。對不需熱處理的鑄件,控制Mg含量在0.4