硅相形貌对电解低钛铝合金制备A356合金力学性能的影响

【摘要】：本文首先介绍了一种全新的铝合金加钛方法——电解加钛,并将用此方法生产的电解低钛铝合金应用于制备A356合金,研究了该A356合金在热处理过程中的组织和性能的变化规律。 研究了电解低钛铝合金制备的A356合金在535℃下固溶处理过程中,随着保温时间的延长,共晶硅相形貌的变化。定量分析了硅颗粒的形貌几何参数,得出不同几何参数随固溶时间的变化曲线。结果显示:经过1小时的固溶处理,硅颗粒的长径平均值和长短径比值急剧下降到接近最小值,然后,随固溶时间的延长不再有明显变化;硅颗粒的短径基本上是随着固溶时间的延长而增加;平均直径的变化是先减小,在2小时左右到达最小值,然后,随着固溶时间的延长而增大。分析了硅相形貌几何参数的概率密度分布,结果表明:长径、平均直径和长短径比的分布集中度随着固溶时间的延长而提高,其中,长径和长短径比的分布集中度变化明显,并在固溶2—4小时较高,因此,固溶处理较佳的保温时间为2-4小时,这可使共晶硅相获得较好的细化和球化效果,且具有较高的分布集中度。 研究了试验合金在535℃下固溶处理不同时间,但时效条件均为165℃×8h时,拉伸性能随固溶时间的变化规律,结果发现,固溶处理3—4h时的拉伸强度与固溶处理6—8h的拉伸强度基本相当,这与硅颗粒的变化规律相符合,而屈服强度随固溶处理时间变化不大;还研究了该A356合金在535℃固溶处理3小时后,在165℃下时效时,随着时效时间的延长拉伸性能的变化规律:随着时效时间的延长,合金的强度升高,塑性下降。因此,由电解低钛铝合金制备的A356合金,在535℃下经过3小时的固溶处理,并在165℃下保温时效2-4小时左右时即可达到较佳的强度塑性配合。 研究了电解低钛铝合金制备的A356合金硅颗粒形貌的变化对其疲劳性能和断裂韧性的影响,结果表明:疲劳裂纹的萌生寿命并不随着固溶时间的延长而单调变化,在固溶处理4小时左右时具有较高的疲劳裂纹萌生寿命,这与此时硅颗粒形貌较好、合金强塑性较高有关。研究了硅颗粒形貌的变化对疲劳裂纹扩展速