高强韧压铸Al-Mg-Si-Mn合金的微观组织及力学性能

对压铸AlMgxSi2Mn(x=5.7~7.2)合金的微观组织进行分析,测试力学性能以及疲劳性能,研究镁含量对合金组织和力学性能的影响。结果表明:随着Mg含量的提高,合金屈服强度和布氏硬度分别提高了10.4%和9%,伸长率从8.3%降低至4.5%,抗拉强度则没有明显变化。疲劳寿命随着Mg含量的提高而提高,疲劳极限从57 MPa上升至75 MPa。合金的微观组织主要由α(Al)和Mg2Si相组成,Fe相则以颗粒状的Al3Fe和不规则形状的Al15(Fe,Mn)3Si2存在于晶界。Mn元素的加入也降低合金的粘模倾向。     

压铸AlMg5Si2Mn合金的腐蚀和腐蚀疲劳行为

研究压铸AlMg5Si2Mn合金的电化学腐蚀、晶间腐蚀和腐蚀疲劳机理。结果表明:合金的自腐蚀电位和点蚀电位分别为-1220和-690 mV,钝化区间约为530 mV,说明合金的耐腐蚀性能良好。合金的晶间腐蚀倾向明显,这主要是由于Mg2Si相自腐蚀电位较低,且(Al+Mg2Si)共晶区的体积分数较大(29.6%)。电化学腐蚀反应和Mg2Si自身溶解产生的氢元素导致疲劳试样表面发生阳极溶解,加速了疲劳裂纹的萌生,从而显著降低了合金的疲劳寿命。腐蚀疲劳试样的裂纹主要是沿晶界扩展。氢元素也导致合金塑性下降,造成应力腐蚀开裂。     

Al-Mg-Si-Mn合金平板压铸件的组织与疲劳裂纹扩展行为

对常规压铸(DC)和真空压铸(VDC)Al-Mg-Si-Mn合金平板铸件的微观组织、力学性能和疲劳性能进行研究,并且用SEM和EDS等手段分析了断口形貌。结果表明:Al-Mg-Si-Mn合金的微观组织主要由初生α-Al,[Al+Mg2Si]共晶区以及Al15(Fe,Mn)3Si2颗粒构成。常规压铸试样和真空压铸试样的抗拉强度(Rm)、屈服强度(Rp 0.2)、弹性模量(E)和伸长率(A)分别为321 MPa,205 MPa,54 MPa和3.9%,以及331 MPa,210 MPa,55 MPa和4.4%。真空压铸试样的裂纹扩展速率曲线斜率(2.824)低于常规压铸试样(3.693),因而真空压铸试样的抗疲劳性能较好。试样的拉伸断口显示出大量脆性断裂特点即解理平面,而疲劳断口则可清晰观察到疲劳条纹和撕裂棱。     

不同熔炼工艺制备的金属铈的显微组织及低温相变行为研究

分别用真空感应熔炼和氩气保护电弧熔炼工艺制备了纯金属铈样品,采用光学金相显微镜和XRD研究了两种金属铈铸锭的组织,采用低温DSC研究了两种金属铈在室温到100 K温度范围内连续降温和连续升温过程中的相变行为。结果表明,两种工艺得到的样品均为fcc-γ单相组织,真空感应熔炼的样品晶粒粗大不均,电弧熔炼样品组织为细小均匀的等轴晶;两种样品在连续冷却过程中均于127 K时发生γ→α相变;从100 K连续升温至室温过程中相变行为相同,分别于126 K和174 K发生α→β相变和α→γ相变。     

压射工艺及时效对Al-5Mg-2Si-Mn合金组织及性能的影响

通过高强韧压铸铝镁合金的压铸工艺试验,研究了主要压射工艺参数和人工时效对该合金标准压铸试样的组织及力学性能的影响.结果表明,在压射比压、快压射速度、快压射转换位置分别为100 MPa、高速档和220 mm时,压铸试样的外观成形良好,组织致密,无缩孔、气孔缺陷,其抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为351.1 MPa、200.7 MPa和13.77％;该试样经人工时效(250℃)保温3h后空冷,其抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为380.5 MPa、246.9MPa和11.48％.     

时效处理对高强韧压铸Al-Mg-Si-Mn合金力学性能的影响

压铸Al-Mg-Si-Mn合金强度高、韧性好,在高强韧汽车零部件的制造上拥有良好的应用前景.为进一步提高压铸Al-Mg-Si-Mn合金的力学性能,在本研究中对高强韧压铸AlMg5Si2Mn合金进行了250℃下保温1h的人工时效处理,测试了铸态和人工时效后的拉伸和疲劳特性,观察了时效前后的微观组织变化,并且对疲劳断口进行了分析.试验结果表明:AlMg5Si2Mn合金在时效处理后分布于α-Al基体上的β-Al8Mg5相减少;试样的抗拉强度、屈服强度和硬度分别提高14％、29％、9％,断后伸长率变化不明显;时效处理对合金的疲劳寿命没有明显的影响.     

高真空压铸AlSi10MnMgFe合金的组织和力学性能

借助于平板压铸件,研究了T1、T5、T6热处理对高真空压铸AlSi10MnMgFe合金的微观组织和力学性能的影响。结果表明,高真空压铸件组织致密,性能优于普通压铸件。170℃×8h时效处理后压铸件的抗拉强度达到351.3MPa,高于铸态,伸长率为3.5%,比铸态有所下降。T5、T6热处理可以改善压铸件的组织。T5热处理后试样的伸长率达到8.3%,明显高于铸态;而T6热处理后,压铸件的抗拉强度、屈服强度、伸长率和硬度(HB)分别达到358.4 MPa、286.6 MPa、6.1%、110.4,均高于铸态。     

基于CAE的铝合金标准试样的压铸工艺方案优化

压铸工艺方案的合理性对标准压铸试样的力学性能具有重要影响。采用Flow-3D软件对现有推荐的标准试样压铸工艺方案进行了模拟分析和优化;同时设计和优化了适于高真空压铸的工艺方案。结果表明,现有的压铸工艺方案在低速充填阶段时,试样内浇道附近的横浇道中会出现金属液回流卷气现象。将直浇道与横浇道的过渡圆角加大到30mm时,该回流卷气现象明显减小。改用锥形横浇道并辅以缓冲包结构时,回流和卷气部位则移至两端的缓冲包附近,可避免卷气的金属液进入试样型腔中,有利于铸件品质的改善。采用在试样溢流槽侧面设置排气道时,能有效消除不同试样间排气道的封闭现象,从而保证后充填试样有足够的排气时间,有利于铸件内部品质的提高。