钇变质剂加入量对ZL114A合金组织和力学性能的影响

使用不同含量的钇对ZL114A合金进行了变质处理,并对使用金属型模具铸造的合金进行了T6处理,研究了钇变质剂加入量对ZL114A合金显微组织和力学性能的影响。结果表明,未变质时合金的硅相呈粗大的棒状,加入钇变质剂后,硅相的体积明显减小,圆整度提高,没有尖角存在,且T6热处理后绝大部分共晶硅由棒状变成颗粒状或球状,并且分布均匀。钇加入量为0.3%时铸态合金的力学性能最好,抗拉强度达到181 MPa,伸长率达到3.9%,与未变质合金相比,分别提高了15%、77%。经过综合考虑,钇的最佳加入量为0.3%。     

变质温度对ZL114A合金组织和性能的影响

采用K2ZrF6作为变质剂对ZL114A合金进行变质处理,研究了变质温度对ZL114A合金的显微组织和拉伸性能的影响。结果表明,随着变质温度提高,变质效果先升高后降低,当变质温度为725℃时,变质效果最佳。此时,α-Al相大致呈等轴状,且晶粒尺寸较小,共晶Si多为细纤维状或短棒状,合金的屈服强度、抗拉强度和伸长率在铸态下分别为151MPa、176 MPa和4.3%,经T6热处理后分别提高到251 MPa、300 MPa和5.0%。     

超声温度对ZL114A合金组织和力学性能的影响

采用金相分析、拉伸试验等方法测试了不同超声施振温度对ZL114A合金凝固组织和力学性能的影响,并通过扫描电镜(SEM)对试样断口形貌进行观察和分析。结果表明,超声施振温度显著影响ZL114A合金的凝固组织及力学性能。随着超声施振温度的升高,合金凝固组织从发达的树枝晶向等轴晶,最后又向树枝晶发生转变,超声施振温度过低、过高都会降低细化效果,最佳超声施振温度为700℃,且获得了最佳的综合力学性能,抗拉强度为289 MPa,伸长率为4.62%,合金的拉伸断口存在大量韧窝,断裂方式以韧性断裂为主。     

Cu对ZL114A合金组织与力学性能的影响

以ZL114A合金为研究对象,探讨了Cu合金化对ZL114A微观组织和力学性能的影响。结果表明,在ZL114A合金中Cu加入量小于0.1%时,合金组织和性能无明显变化,此时Cu完全固溶在基体中。随着Cu加入量增加,合金抗拉强度呈先迅速升高再稍微下降趋势,伸长率则一直降低。在Cu加入量为0.5%时,ZL114A合金的抗拉强度达到最大值337.21 MPa,伸长率降低至3.4%。Cu含量高于0.1%(超过基体固溶极限)时,时效会析出W(Al2Mg5Si4Cu4)相,W相弥散分布在基体中,形成第二相强化,提高合金强度、降低塑性。析出第二相过程中铝基体会产生晶格畸变,提高合金的强度。     

Sr及RE变质对砂型铸造ZL114A合金组织及力学性能的影响

采用20和40 mm厚的ZL114A两种试样,对比研究了稀土变质和锶变质对砂型铸造ZL114A合金试样力学性能和组织的影响。结果表明:不变质、稀土变质和锶变质等三种方案的试样抗拉强度差异较小(在5%以内),而伸长率差异较大。锶变质后的试样(T6状态)伸长率最高,比其它两种方案高出28%以上。通过对比三种方案伸长率最小的试样组织发现,锶变质试样的共晶硅组织细化最明显,且试样聚集性的孔洞类缺陷又较少,这对试样的伸长率提升有很大作用。稀土变质后的试样组织中会形成一些树枝状或片层状化合物Al REMg Si相,且聚集性的孔洞类缺陷较多,这类组织反而降低了试样的伸长率。     

显微缩松缺陷对ZL114A热处理合金力学性能的影响

通过光学和电子显微镜(SEM/EDS)观察,研究了缩松缺陷对石膏型精铸ZL114A合金铸态和热处理态力学性能的影响。结果表明,试样的拉伸裂纹源于缩松边缘,并沿晶界向邻近缩松扩展;T5处理有助于改善ZL114A合金拉伸时缩松缺陷的敏感性,T5处理后,缩松边缘变得光滑,缩松边缘富Fe相圆整,共晶Si进一步球化,Mg2Si弥散析出,均增加了拉伸时裂纹形核和扩展阻力,从而使ZL114A合金的力学性能大幅提高。     

低温预时效对ZL114A合金微观组织和力学性能的影响

研究了预时效温度和时间对ZL114A合金微观组织和力学性能的影响。结果表明：低温预时效温度和时间对ZL114A合金的组织有着一定影响,预时效工艺为110℃×2 h的合金组织中α-Al枝晶细化,共晶硅相呈细小的颗粒状均匀弥散地分布于枝晶和二次枝晶间。低温预时效温度和时间对ZL114A合金的各项力学性能有一定的影响,预时效工艺为110℃×1 h的ZL114A合金抗拉强度最大,达到331.7 MPa,伸长率最好,达到11%。110℃×2 h预时效工艺的ZL114A合金屈服强度最大,为266 MPa,较未预时效处理合金的屈服强度提高了65 MPa,提升幅度为32%,将低温预时效与正常热处理工艺相配合,可有效提高ZL114A合金的质量和生产效率。     

Sr变质对ZL105合金组织和力学性能的影响

采用Al-Sr中间合金对ZL105进行变质处理,通过断口分析、拉伸性能测试、金相分析等方法研究了变质对ZL105合金力学性能及显微组织的影响.结果 表明:变质处理后ZL105合金断口组织硅的亮点明显消失,抗拉强度和硬度有所提高,伸长率明显提高,金相组织中共晶硅棱角钝化,由针状、片状趋向于短棒状、颗粒状,Sr加入量为0....     

ZL114A合金复合变质的研究

采用复合变质方法对ZL114A合金进行变质处理,研究其组织性能的变化。结果表明,复合变质后合金T6态的共晶硅已几乎全部呈粒状或球状,颗粒圆整度大幅提高;力学性能明显改善,σb达到360MPa,δs达到6%以上。     

Zr含量对ZL114A合金微观组织与力学性能的影响

借助OM、SEM、EDS与力学性能测试表征,对比研究了Zr含量对ZL114A合金微观组织与力学性能的影响。结果表明,Zr元素以K2Zr F6形式添加时具有良好的晶粒细化效果与硅相变质作用,当Zr含量达到0.2%时,初生α-Al基体平均尺寸约为65μm,共晶硅形貌为椭球状,ZL114A合金T6态平均抗拉强度、屈服强度、伸长率与布氏硬度分别为329 MPa、286 MPa、8.2%与HBS116,当Zr含量过高时,易形成较大的块状Al3Zr相,沉淀在坩埚底部,晶粒细化与硅相变质效果随之衰减。     

稀土Y对ZL205A合金组织与力学性能的影响

研究了稀土Y对ZL205A合金组织与力学性能(室温及高温)的影响。结果表明:稀土Y对合金有细化和强化作用,但过量的Y使合金的力学性能降低。当Y含量为0.1%时,合金的室温、高温综合力学性能最好。     

变质处理对ZL114A合金组织和性能的影响

利用光学显微镜研究了Al-10%Sr变质剂对ZL114A合金组织的影响。采用T6工艺对金属模铸造的ZL114A合金进行了热处理,并对其拉伸性能进行了测试与分析。结果表明,最佳变质处理工艺为Sr元素的加入量为0.03wt%～0.05wt%,保温时间为30min;Sr元素变质能够明显提高ZL114A-T6合金的抗拉强度和伸长率,当添加0.03%Sr时,抗拉强度和伸长率分别从230 MPa和1%上升到最大值305MPa和8%。     

变质静置时间对金属型铸造ZL114合金组织和性能的影响

采用WB-1复合变质剂对ZL114合金变质处理,研究变质静置时间对金属型铸造ZL114合金组织和性能的影响。结果表明,在变质初期,金属型铸造ZL114合金的力学性能随着变质静置时间的增加而增大,α-Al相越来越细小,在变质静置时间5～50 min时,力学性能和组织基本保持稳定,静置50 min以后力学性能随变质静置时间的增加而逐渐降低,α-Al相越来越粗大。因此,WB-1复合变质剂对ZL114合金的变质有效时间为5～50 min。     

K_2ZrF_6变质剂对ZL114A合金组织和拉伸性能的影响

使用K_2ZrF_6作为变质剂在722℃对ZL114A合金进行变质处理,研究了K_2ZrF_6加入量对铸态及T6热处理态下ZL114A合金的组织和拉伸性能的影响。结果表明:K_2ZrF_6变质剂加入量为1.00wt%~1.10 wt%时,ZL114A合金的变质效果最佳。在该条件下,组织中α-Al相大致呈等轴状,共晶硅相大多为纤维状或短棒状,α-Al和共晶硅间的界面圆化;铸态和T6热处理态下ZL114A合金均具有最好的综合拉伸性能。     

Sr变质剂对石膏型精铸ZL114A合金组织与性能的影响

通过ZL114A合金熔体添加和未添加Sr变质剂,研究了熔体处理条件对石膏型精铸热处理试样显微组织及力学性能的影响。结果表明,未变质铸态试样力学性能好于变质试样,而未变质热处理试样力学性能稍差,其主要原因在于Si相热变质不太充分。由于变质试样缩松缺陷很难消除,因此,对于ZL114A合金石膏型复杂薄壁件,采用未变质处理不失为一种选项。     

二次固溶处理对Sb变质ZL114A合金组织性能的影响

Sb元素的硅相变质效果受凝固冷速影响较大。文中研究了二次固溶热处理对添加Sb元素的不同厚度阶梯试块硅相变质后微观组织与力学性能的影响。研究表明:添加0.12%Sb,初生α-Al基体平均晶粒尺寸约为164μm,共晶硅形貌呈现为细小弥散的球状相;随着凝固冷速的降低,硅相形貌逐渐转变为长棒状、针状与多边形状,硅相分布趋于富集化;二次固溶热处理改善了低凝固冷速下Sb元素的硅相变质效果,沿晶界分布的Si、Mg元素在初生α-Al基体内部不断重复溶入、析出,减小了硅相颗粒尺寸,改善了硅相形貌与分布;断口形貌由沿晶断裂逐步转变为韧窝断裂;10 mm厚度试样平均抗拉强度、屈服强度、伸长率与弹性模量分别提升为356.0 MPa、317.6 MPa、9.6%与69.6 GPa。     

低凝固速率时Y元素对ZL114A合金中共晶硅的变质机理

利用DSC曲线、凝固曲线、扫描电镜(SEM+EBSD)和透射电镜(TEM)研究了低凝固速率时Y元素对ZL114A合金中共晶Si的变质机理。结果表明,在低凝固速率时,随着Y元素的添加,ZL114A合金的共晶Si由板片状变为细化纤维状;Y元素的添加缩短了共晶Si形核生长所需要的时间;Y元素的添加在共晶Si生长界面前沿产生了成分过冷,增加了共晶Si的形核核心;Y元素没有诱导共晶Si中孪晶的生成。     

固溶工艺对ZL114A合金组织和性能的影响

通过金相分析、动力学分析和硬度测量等方法研究了固溶温度和时间对ZL114A合金共晶Si形态和性能的影响,并确定了最佳的固溶工艺。研究结果表明,固溶温度对共晶硅的粒化过程有很大的影响,在不产生过烧时,温度越高共晶Si的粒化越彻底,而且合金的硬度越高。通过对试验结果分析得出ZL114A合金最佳固溶工艺为550℃保温6 h。     

变质和热处理对Al-20%Si合金组织和力学性能的影响

采用P-Cu中间合金和Al-10%RE中间合金对过共晶Al-20%Si合金进行变质处理,研究了变质和热处理对Al-20%Si合金组织和力学性能的影响.结果表明,合金经变质和热处理后,初晶硅尺寸得到明显细化,共晶硅由长针状变为细小的颗粒状,并且其抗拉强度、伸长率、硬度、冲击韧度得到明显改善,特别是当采用复合变质和T6工艺联合处理时,合金的抗拉强度、伸长率、硬度、冲击韧度长分别提高到306 MPa、0.48%、166.7 HB和11.009 8 J/cm2,比未变质铸态合金分别提高了27%、54.8%、37.3%和17.7%.原因在于复合变质与T6处理增加了基体的强度,抑制了裂纹的萌生和扩展.     

复合变质对ZL101合金力学性能的影响

用A1—5Ti-1B和A1—9Sr中间合金对ZLl01合金进行复合变质处理。试验结果表明，复合变质与Sr变质相比，合金综合力学性能明显提高；从断口及断口金相的SEM图像上可以看出，复合变质处理后，共晶Si相的形态和分布有显著改善，断裂单元细小，断口上的韧性部分增多，这是综合力学性能提高的主要原因。