【摘 要】
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研制高强韧的压铸合金一直是汽车领域的研究热点,Al-10Si-Mg-Mn合金在压铸业应用最为广泛。然而由于其压铸件性能波动大,再加上合金本身硅含量高、塑性一般,其在更高韧性、塑性场合下的应用受到限制。近年来,高强韧的低硅铝合金研究逐渐增多,低硅的Al-Si-Mg系合金共晶区占比小、α-Al基体数量多,合金本身具有良好的塑性,在此基础上再通过微合金化调控铝基体中的多种纳米析出相,可以阻碍位错运动提升
【基金项目】
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广东省重点领域研发计划资助项目（2020B010186002）; 佛山市核心攻关技术项目（1920001001040）
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研制高强韧的压铸合金一直是汽车领域的研究热点,Al-10Si-Mg-Mn合金在压铸业应用最为广泛。然而由于其压铸件性能波动大,再加上合金本身硅含量高、塑性一般,其在更高韧性、塑性场合下的应用受到限制。近年来,高强韧的低硅铝合金研究逐渐增多,低硅的Al-Si-Mg系合金共晶区占比小、α-Al基体数量多,合金本身具有良好的塑性,在此基础上再通过微合金化调控铝基体中的多种纳米析出相,可以阻碍位错运动提升合金的强度,最终实现高强韧铝合金的制备。本文首先通过高真空压铸制备不同Mg含量的Al-7Si-Mg-Mn合金,通过时效硬化实验研究不同Mg含量合金时效峰值时间,确定了不同Mg含量合金的热处理工艺,采用扫描电镜和透射电镜研究了Mg含量对微观组织的影响规律。对时效析出相β″进行定量统计,总结了Mg含量与析出相β″的对应关系,归纳了析出相对合金力学性能的影响规律。结果表明Mg含量对合金微观组织构成无影响,Mg含量会延长合金的时效峰值时间,合金中Mg含量与析出相β″的数密度成正相关,析出相β″是热处理后合金强度提升的主要原因。在最佳性能Al-7Si-Mg-Mn合金的基础上添加不同含量的Cr元素,首先利用相图软件Thermo-Calc计算Al-7Si-Mg-Mn-xCr合金多元相图与相变过程曲线,预测了Cr含量对合金微观组织的影响。通过高真空压铸制备不同Cr含量的Al-7Si-Mg-Mn-Cr合金,并研究了Cr含量对合金微观组织与力学性能的影响。通过定量统计分析多张不同Cr含量的背散射照片,总结了Cr含量对合金中富铁相面积分数、长宽比等的影响规律。利用透射电镜分析含Cr纳米析出相的特征、判定其形成时间,分析归纳含Cr析出相对合金强度的影响规律。结果表明Al-7Si-Mg-Mn合金中添加Cr元素会形成新相Al13（Fe,Mn,Cr）4Si4,提升Cr含量会导致富铁相数量增多并出现团聚现象,含Cr的纳米析出相形成于固溶阶段,后续时效处理阶段含Cr析出相尺寸及数量维持稳定,但是其对β"相的析出有一定的抑制作用。采用性能最佳的Al-7Si-Mg-Mn-（Cr）合金进行汽车减震塔高真空压铸试验,截取减震塔不同部位分析铸态与热处理态下微观组织与力学性能,总结不同取样部位组织与性能差异的原因,并提出相应的改进措施。
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