论文部分内容阅读
Al-Si-Cu-Mg合金的铸造性能优良,通过热处理可以大幅度提高其力学性能。本文分析了Zn、Cr、Zr微量元素对合金微观组织和力学性能的影响,研究了其强化机理。 在铸造Al-Si-Cu-Mg合金中分别添加微量元素Zn、Cr、Zr以考察它们对微观组织、力学性能的影响。实验发现:0.60%Zn的加入形成了一种含有Cu、Mg、Al的新的粒状化合物,其弥散分布对合金起到了时效强化的作用,同时时效过程中析出的富Zn相可作为θ″非均匀形成位置而诱发其成核,并且这种θ″相的数量也不少,可以对合金起到一定的第二相强化作用。微量元素Cr容易与Mn、Fe等形成弥散相代替其他有害含Fe相,大大减少了不能溶解的含Fe相对基体的割裂作用,同时形成的含Cr相能在固溶阶段溶解在α(Al)中,时效时弥散析出,起到弥散强化作用。加入0.20%Zr的合金中,Zr与Al形成的稳定的β′(Al3Zr)时效析出相对合金起到了时效强化的作用。 微量合金元素Zn、Cr、Zr的添加,对合金热处理过程的影响主要集中在以下几个方面:Zn在凝固阶段能够完全溶解在α(Al)中,同时其形成的化合物可以诱发θ″相在其周围形核,加快了θ″相的形成。这种化合物的数量并不小,其必然需要借助晶界的空位等帮助其形核,所以略微延迟了θ′相的形成。适量的Cr在铸态下形成了多种含Cr的细小化合物,其在固溶阶段能够再次溶解在α(Al)中,时效阶段弥散析出多种含Cr相,这些含Cr相能够作为θ″相非均匀形核的形核位置诱发其成核,进而加快了θ″相的形成。同时,这些含Cr相弥散析出,也必然在晶界等处析出,其对在晶界处析出的θ′相的形成有一定的延迟作用。适量的Zr在铸态下能够溶解在α(Al)中,过量的Zr在铸态下形成粗大的Al3Zr初生相。β′(Al3Zr)二元相在时效阶段可作为θ″形核位置,促进了θ″的形成,同时极容易与晶界处空位结合的特性也造成了θ′无法析出,进而极大的延缓了过时效的产生。