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铸造铝硅合金由于其良好的铸造性能成为铝合金中使用较多、应用范围较广的一种合金系,其中铸造AlSi7Cu2Mg合金除了具有良好的铸造性能之外,还具有较好的气密性等综合性能,因而成为工业应用较广的合金之一。由于普通铸造AlSi7Cu2Mg合金的力学性能不高,无法满足某些性能要求较高的零部件的需求,因而限制了该合金在铸件上的应用范围。如何保持铸造AlSi7Cu2Mg合金优良铸造性能的同时,不断提高其综合力学性能,扩大其使用范围,始终是材料工作者面临的课题。本课题通过正交实验,确定了对铸造AlSi7Cu2Mg合金的最佳的变质工艺,即Sr的加入量0.04%,静置时间60min,加入时铝液温度750℃;且当Sr的加入量在0.02%～0.04%范围内时,共晶硅的形态随着Sr的加入量的增加而越来越细小。从铝合金强韧化理论出发,通过添加和改变合金元素含量进行成分优化设计,采用正交试验法对铸造AlSi7Cu2Mg合金中Zr、Cd、Cu、Mg含量行优化实验研究。试验中采取T6热处理工艺,并根据力学性能测试和正交试验结果,考察合金元素加入量对铸造AlSi7Cu2Mg合金性能的影响,并得出最优化的实验结果。实验结果表明,经过优化设计后的合金成分(wt%)为:在铸造AlSi7Cu2Mg合金的基础上添加0.13%Zr、0.49%Cd和改变Cu和Mg的含量为:1.48%Cu、0. 53%Mg;变质剂为:采用占炉料质量0.04%的Sr作为变质剂。经上述优化设计和合适工艺处理后的合金,其力学性能有大幅度提高,即抗拉强度σb=378MPa,伸长率δ=5.62%。同样在电磁泵低压铸造下,优化后的合金抗拉强度比优化前(σb=322MPa,δ=4.66%)提高17.39%,伸长率提高了20.6%。优化后的铸造AlSi7Cu2Mg合金具有比普通AlSi7Cu2Mg合金更优越的力学性能,可以更大程度地满足现代工业生产应用的要求,具有广阔的应用前景。