论文部分内容阅读
进入21世纪以来,我国航空航天事业经历了高速发展历程,铸造铝合金由于其良好的机械性能而在航空航天领域得到了广泛的应用。近年来航空航天领域对材料的要求已由轻量化向强韧化过渡。为了进一步提高铸造Al-Si-Cu-Mg合金的力学性能,本实验通过优化主要合金元素含量、复合添加钠盐与Sr变质剂、添加稀土 Y并对合金进行T6热处理得到了强度和韧性较优的铸造AlSilOCulMg合金,并对Al-Si-Cu-Mg强韧化机理进行探究与分析。首先,研究了 Al-Si-Cu-Mg中各主要元素对合金性能的影响。后采用正交实验探究了 9-11%Si、0.5-1.5%Cu、0.3-0.5%Mg范围内合金元素交互作用对其强韧性的影响并分析了强化机理。结果表明:Mg和Cu对抗拉强度影响最大,Si对延伸率有着显著影响;AlSilOCulMg0.4合金力学性能最佳,抗拉强度为275MPa,延伸率为3.2%;A12Cu和Mg2Si相为Al-Si-Cu-Mg中主要强化相。其次,同时添加钠盐与Al-10Sr这两种变质剂,研究了 Na和Sr复合添加的变质效果,以及Na与Sr这两种变质元素之间的交互作用。结果表明:Na和Sr在合金中同时存在对共晶硅具有协同变质作用;但是钠盐与Al-lOSr两种变质剂的复合使用会导致Na和Sr的吸收率发生变化,其中钠盐的存在会导致Sr的含量和吸收率大幅下降,而Sr的存在促进了 Na的吸收,研究分析认为这是由于钠盐与Sr发生了反应而导致的;Na和Sr的含量共同决定了变质效果,对于含Si为 10wt%的 Al-Si 系合金,(1Oppm-12ppm)Na 与(48ppm-99ppm)Sr 复合添加使用能够获得较好的变质效果。最后,分析探究了不同含量的稀土 Y对AISilOCulMg0.4组织和性能的影响。结果表明:随着Y含量的增多,抗拉强度和延伸率均为先升高后降低的变化规律,当Y含量达到0.3%时,AISi10CulMg0.4的性能达到最优,抗拉强度和延伸率分别约为315MPa,4.2%。适量的Y对AlSilOCulMg0.4中的硅相具有细化作用,当Y含量为0.3%时,Si相最为细小均匀。