【摘 要】
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Al-Si合金具有较低的密度,在比强度、耐热性及耐磨性等方面具有良好的性能。由于其良好的铸造性能、热稳定性和较低的热膨胀系数,工业生产中Al-Si合金广泛应用在发动机活塞、缸盖、缸体、轮毂及各类机械和电气产品等零部件。铝硅合金零部件的使用寿命普遍高于普通铝合金部件。目前,可热处理强化的高硅变形铝合金在国内外进行了广泛的研究,东北大学开发出了具有我国自主知识产权的新型含镁高硅变形铝合金,它除了具有传
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Al-Si合金具有较低的密度,在比强度、耐热性及耐磨性等方面具有良好的性能。由于其良好的铸造性能、热稳定性和较低的热膨胀系数,工业生产中Al-Si合金广泛应用在发动机活塞、缸盖、缸体、轮毂及各类机械和电气产品等零部件。铝硅合金零部件的使用寿命普遍高于普通铝合金部件。目前,可热处理强化的高硅变形铝合金在国内外进行了广泛的研究,东北大学开发出了具有我国自主知识产权的新型含镁高硅变形铝合金,它除了具有传统铝硅合金的良好性能外,还具有6系变形铝合金的室温强度和良好的塑性。目前,关于Al-12.7Si-0.7Mg合金中合金元素作用规律的研究还不全面,尤其是Mn元素对Al-12.7Si-0.7Mg合金显微组织和力学性能的影响尚未完善。本文针对实验室半连续铸造出的Al-12.7Si-0.7Mg-xMn合金铸锭,系统研究Mn含量对Al-12.7Si-0.7Mg-xMn合金热轧板及冷轧板经固溶时效后显微组织及力学性能的影响,同时研究不同热处理制度对Al-12.7Si-0.7Mg-0.5Mn合金热轧板断裂行为的影响。研究结果如下:（1）Al-12.7Si-0.7Mg-xMn合金1 mm厚热轧板和冷轧板经540℃×1 h固溶水淬经170℃×10 h人工时效处理后,板材基体中存在大量球状灰色硅颗粒和浅灰色或亮白色的AlFeMnSi相。浅灰色或亮白色的AlFeMnSi相数量随着Mn含量增加而逐渐增多。对于Al-12.7Si-0.7Mg-2.1Mn合金板材,热轧板中亮白色的含Mn相数量及尺寸较冷轧板中的这类含Mn合金相数量更多尺寸更大。（2）Al-12.7Si-0.7Mg-xMn合金热轧板和冷轧板经经540℃×1 h固溶水淬再经170℃×10 h人工时效处理后,其屈服强度和抗拉强度随Mn含量的增加呈现先下降后升高再下降的趋势。（3）Al-12.7Si-0.7Mg-xMn合金冷轧板和热轧板经固溶时效处理后的延伸率随Mn含量的增加呈现先升高后下降的趋势,当Mn含量为0.50%左右时,热轧板和冷轧板的塑性最好,继续增加Mn含量,合金板材的延伸率下降。相同Mn含量的合金热轧板的延伸率均高于冷轧板的延伸率。（4）在室温拉伸过程中,Al-12.7Si-0.7Mg-0.5Mn合金板材基体中的硅颗粒不发生塑性变形,少量大尺寸硅颗粒出现碎裂现象,断裂前后硅颗粒的硬度无明显变化,基体硬度均增大。（5）当Al-12.7Si-0.7Mg-0.5Mn合金板材的基体硬度较高超过80HV,且小尺寸硅颗粒分布较均匀时,其断裂路径主要绕过小尺寸（3 μm～8μm）硅颗粒,穿过尺寸在8 μm以上且形状不规则的硅颗粒以及形状不规则聚集的小尺寸硅颗粒,基体中二次裂纹数量较少。（6）当Al-12.7Si-0.7Mg-0.5Mn合金基体硬度较低小于60HV,且不规则小尺寸硅颗粒聚集较多时,断裂路径主要穿过形状不规则聚集的小尺寸在3 μm～8 μm之间的硅颗粒,基体二次裂纹数量较多且尺寸较大。
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