液態(tài)與半固態(tài)A380鋁合金壓鑄件熱處理前后組織性能的研究_圖

1、 220一竺翌翌奎蘭堅璺二竺,_一一。1,2試驗方法將兩種不同成形方法獲得的試樣經(jīng)T6熱處理.熱處理溫度485"C,保溫2h。之后用50-.80"C水冷卻,樣進(jìn)行拉伸試驗,試驗設(shè)備為CSS-44200型電子拉伸試驗機(jī),加載速度為50N/s.分別從熱處理前及熱處理后試樣的相同部位取樣,經(jīng)拋光、腐蝕蝕后做成金相試樣,在金相顯微鏡下觀看組織變化情況.2試驗結(jié)果及討論圖l為未經(jīng)熱處理的液態(tài)壓鑄與半固態(tài)壓鑄零件的顯微組織. 圖l液態(tài)壓鑄及半固態(tài)壓鑄零件的顯微組織(a液態(tài)壓鑄件;(b半固態(tài)壓鑄件Fig.'The mierostructure of the die casting

2、s by (aliquid die casting;(bsemi-solid die casting由圖l(a可見,口一AI相在液態(tài)成形件基體中呈細(xì)小的樹枝晶狀,靠近表面部位的口一Al相細(xì)小,這是金屬液在金屬模內(nèi)快速凝固的結(jié)果;中心部位的微孔洞,最大孔洞尺寸約為50弘m,小的為1020/xm,這些孔洞是液體金屬高速充型時卷入氣體而形成的.由圖1(b可見,大部分a-Al相(圖中白色部分在半固態(tài)成形零件基體中呈近球狀或非枝晶的節(jié)桿狀,還有少部分與伊Si相共晶(圖中黑白相間部分.半固態(tài)成形件的基體組織晶粒較大、分布較均勻,在共晶組織中存在著少數(shù)細(xì)小的1:/2-A1相,它呈薔薇狀.半固態(tài)成形零件基體組

3、織致密、孔洞較小,這是半固態(tài)充型時金屬流動平穩(wěn),卷入的氣體少.果,因此是非穩(wěn)定組織.在485"C下熱處理時,合金有縮小界面積以降低界面能的自發(fā)趨勢,從而使細(xì)小的曠舢樹枝晶合并長大.經(jīng)熱處理后液態(tài)壓鑄件基體組織中的孔洞明顯變大,最大孔洞約為200“m,小的為30-50雎m這些孔洞是熱處理前基體組織中的微小孔洞經(jīng)熱處理后膨脹而形成的.由圖2(b可見,熱處理對半固態(tài)組織沒有明顯影響,顆粒狀口-越相仍保持熱處理前的球團(tuán)狀或非枝晶的節(jié)桿狀,共晶組織形態(tài)沒有變化.這是因為在485下熱處理時,材料沒有出現(xiàn)熔解,經(jīng)熱處理后半固態(tài)壓鑄件基體組織幾乎沒熱處理前不同成形工藝壓鑄態(tài)下鑄件材料的抗拉強度及延伸

4、率列于表2.由表2可知,經(jīng)過半固態(tài)加工后鑄件材料的最大抗拉強度鞏與液態(tài)壓鑄件的相比提高了2.48%,半固態(tài)壓鑄件的平均抗拉強度比液態(tài)壓鑄件的平均抗拉強提高了3.9%;半固態(tài)壓鑄試樣的最大延伸率艿與液態(tài)鑄件的相比提高了91.5%,平均延伸率值提高了166.2%.第2卷第3期劉艷華。等:液態(tài)與半固態(tài)A380鋁合金壓鑄件熱處理前后組織性能的研究221圈2液態(tài)壓鑄件及固態(tài)壓鑄件熱處理后顯微組織(a液態(tài)壓鑄件;(b半固態(tài)壓鑄件Fig.2The microstructure of the die castings after T6heat treatment(aby liquid die casting(

5、bby semisolid die casting表2半固態(tài)和液態(tài)壓鑄件的力學(xué)性能Table2The mechanical properties of the die castings液態(tài)壓鑄成形時,由于液態(tài)粘度較小、流動速率較大,易以紊流的流動方式成形,因此成形件易存在孔洞、疏松、偏析等缺陷;而半固態(tài)成形時,由于存在一定量的固相,半固態(tài)粘度較大、流動速率較小,易以層流的流動方式成形,因此成形件組織更致密、均勻.液態(tài)壓鑄成形時坯料處于液態(tài),由于過冷度大、形核率較大,因此基體的晶粒較細(xì).而半固態(tài)壓鑄成形時,坯料中已經(jīng)存在一定比例的固相(主要是口一Al 相,在隨后的壓鑄過程中,晶粒進(jìn)一步長大,使基

6、體組織的晶粒變大.半固態(tài)壓鑄件與液態(tài)壓鑄件在T6熱處理之后的力學(xué)性能測定結(jié)果列于表3.由表3可以看出:經(jīng)過固溶熱處理后,半固態(tài)成形件的最大抗拉強度及平均抗拉強度分別為334MPa和321MPa,其強度幾乎可以和鍛鋁相媲美,比原始態(tài)平均抗拉強度提高了3.2%;液態(tài)成形件經(jīng)過熱處理后,最大抗拉強度和平均抗拉強度分別為287MPa和236MPa,平均抗拉強度與原始態(tài)的平均抗拉強度相比下降了21.3%;經(jīng)熱處理后半固態(tài)與液態(tài)壓鑄件材料的延伸率艿均有所降低,但半固態(tài)壓鑄試樣的延伸率與液態(tài)鑄件相比,降低幅度小,液態(tài)成形件的平均延伸長率比原始態(tài)平均延伸率降低了59.2%,而半固態(tài)成形件的平均延伸長率比原始態(tài)

7、的降低了34.4%.在液態(tài)壓鑄成形的過程中,氣體易被卷迸金屬液中,使成形后零件內(nèi)部產(chǎn)生氣孔,這些氣孔在零件進(jìn)行熱處理時膨脹導(dǎo)致氣孔增大,降低了零件的力學(xué)性能.半固態(tài)壓鑄的成形溫度在液相線溫度以下,比液態(tài)成形時溫度低幾十度,零件成形不易裹氣,所成形零件的組織致密,在熱處理時也不會導(dǎo)致氣孔膨脹,可通過熱處理改善材料的力學(xué)性能.經(jīng)固溶處理后,低溶解度的元素由共晶組織溶入基體中,共晶組織中的aA1相與基體合并長大,在隨后的時效過程中析出了彌散細(xì)小的強化相Mg。Si,所以半固態(tài)壓鑄件的強度明顯得到提高.熱處理后壓鑄件的伸長率均降低,這是由于隨著共晶組織中A1,Mg及Si等元素不斷溶入基體中及第二相不斷析

8、出,使基體與第二相的晶界變得不連續(xù),在拉伸時裂紋源不斷增多,因此經(jīng)熱處理后壓鑄件的韌性降低。從壓鑄件熱處理后的顯微組織中也看出:在熱處理過程中半固態(tài)壓鑄件基體的組織不象液態(tài)成形壓鑄件那樣,呈現(xiàn)明顯的短程樹枝晶,其基體組織變得更加圓整.半固態(tài)成形件具有更均勻的組織,使沿著晶界析出的強化相分布更均勻6.8.所以與液態(tài)成形件相比,半固態(tài)壓鑄件伸長 率降低的幅度較小. 液態(tài)與半固態(tài)A380鋁合金壓鑄件熱處理前后組織性能的研究作者:劉艷華, 馮赟, LIU Yan-hua, FENG Yun作者單位:江西渝州科技職業(yè)學(xué)院模具工程系,江西,新余,338029刊名:材料研究與應(yīng)用英文刊名:MATERIALS RESEARCH AND APPLICATION年,卷(期:2008,2(3參考文獻(xiàn)(8條1.王開;劉昌明;鄒茂華ZL112Y鋁合金半固態(tài)壓鑄過程微觀組織的演變期刊論文-中國有色金屬學(xué)報 2003(42.余忠士;張恒華;邵光杰鋁合金液態(tài)壓鑄與半固態(tài)壓鑄件的組織性能研究期刊論文-金屬熱處理 2003(013.余忠士;張恒華;邵光杰鋁合金半固態(tài)成形件固溶熱處理工藝優(yōu)化研究期刊論文-鑄造 2003(114.許珞萍;張恒華;邵光杰ZL101A鋁合金半固態(tài)連鑄坯料的組織和力學(xué)性能期刊論文-金屬熱處理學(xué)報 2000(015.祖麗君;羅守靖SiCP/2024鋁合金復(fù)合材料粉末混合-半固態(tài)擠壓法制備 2