【摘 要】
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ZL115合金为铸造亚共晶铝硅合金,广泛用于船舶制造业等行业,生产中常用变质处理细化组织中的共晶硅,改善合金的力学性能。炉前快速热分析技术能在浇注前快速检测合金变质效果,本文利用热分析技术研究了Sb和Sr含量及保温时间对ZL115合金变质效果的影响。首先进行了铝合金变质效果热分析系统的硬件选用及软件开发,软件以Lab VIEW 2013为开发平台,具有冷却曲线采集、特征值提取并判断变质等级、生成w
【基金项目】
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浙江省重点研发计划资助项目（2022C01203）；
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ZL115合金为铸造亚共晶铝硅合金,广泛用于船舶制造业等行业,生产中常用变质处理细化组织中的共晶硅,改善合金的力学性能。炉前快速热分析技术能在浇注前快速检测合金变质效果,本文利用热分析技术研究了Sb和Sr含量及保温时间对ZL115合金变质效果的影响。首先进行了铝合金变质效果热分析系统的硬件选用及软件开发,软件以Lab VIEW 2013为开发平台,具有冷却曲线采集、特征值提取并判断变质等级、生成word版报告等功能。利用该系统研究了Sb和Sr对ZL115合金冷却曲线的:Sb和Sr变质后ZL115合金的初晶和共晶平台下降,Sr加入量增多能减小初晶的枝晶间距,而Sb对初晶凝固基本无作用;统计了变质前后共晶硅尺寸,发现Sb和Sr变质前后ZL115合金的共晶温度生长之差ΔTeg与变质等级有良好的对应关系,可以拟合为S型曲线并用公式表示。利用开发的热分析系统能够判断铝硅合金的变质等级。Sb和Sr对ZL115最佳变质含量分别为0.3%和0.06%,虽然Sr变质的ZL115合金共晶硅尺寸更加细小,但两者力学性能相当,抗拉强度分别为212.05MPa和218.10MPa,伸长率分别为6.65%和6.58%。Sr变质会加剧熔体的吸气倾向,降低合金的致密度,影响合金的力学性能。另外,对于Sb和Sr变质的合金,延长一定的保温时间（30～90min）均能使变质效果增强,力学性能上升,但保温时间继续延长（至90min以上）会降低合金力学性能。T6热处理能提升Sb变质前后ZL115合金性能,Sb含量为0.15%的ZL115合金热处理后力学性能达到峰值,抗拉强度和伸长率分别为284.2MPa和5.9%,Sb含量升高热处理后力学性能下降,是由于Sb含量超过0.15%时变质效果更好的共晶硅在热处理后尺寸不会更小,且过多的Sb会消耗合金中Mg元素,减少热处理强化相Mg2Si,导致热处理对力学性能提升幅度减小。分析了Sb对共晶硅的变质机理。
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