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铸造耐热铝合金由于比强度高、密度小等特点,被广泛的应用于发动机活塞上,同时铸造性能和切削加工性能优越,符合当今社会的绿色环保概念。伴随汽车工业的不断发展,对发动机性能的要求也日益提高,传统的活塞合金并不能满足当前的需求。轻量化的铸造耐热铝合金,不但有助于减少发动机重量的负担,与此同时提高发动机的工作效率。现如今提升耐热铝合金性能主要途经是固溶强化、过剩相强化,添加热强性元素从而产生高温强度高的第二相,再通过后续的热处理进一步提升材料的性能。本文研究了La、Ce配比以及热处理工艺参数对Al-12Si-6Cu-1.5Ni-0.3Cr-1RE系耐热铝合金组织和性能的影响。首先,使用OM金相观察、XRD物相分析、SEM扫描观察以及EDS能谱分析等测试手段,并进行室温和高温(300℃)拉伸试验研究了La/Ce对Al-12Si-6Cu-1.5Ni-0.3Cr-1RE合金组织组织和性能的影响规律,结果表明铸态Al-12Si-6Cu-1.5Ni-0.3Cr-1RE合金主要由α-Al基体、初晶Si相、共晶Si相、θ-Al2Cu相、δ-Al3Cu Ni和γ-Al7Cu4Ni相组成;随La/Ce的增加,材料的室温和高温(300℃)拉伸均显示出先增加后降低的趋势,在La/Ce为1/4时达到峰值,铸态拉伸试验结果分别为173.8Mpa,132.7 Mpa,热处理态拉伸试验结果分别为286.5Mpa,137.8Mpa。为了进一步提升材料的性能,对Al-12Si-6Cu-1.5Ni-0.3Cr-0.8Ce-0.2La合金进行Sr+Ti处理,结果发现共晶硅由针状变为颗粒状和纤维状,黑色粗大条状相已经变成颗粒状以及球状,铸态和热处理态的室温抗拉强度提高到237.2Mpa,319.4Mpa。高温(300℃)抗拉强度提高到146.7 Mpa,151.9 Mpa。然后,对优化出的Al-12Si-6.0Cu-1.5Ni-0.3Cr-0.8Ce-0.2La合金进行热处理工艺优化研究,结果表明:合金经过固溶处理后,其初晶Si尖角钝化,共晶Si相熔断为颗粒状以及细小点状,网状相也没有较大面积的聚集,而是熔断成短棒状分布在α-Al基体上,粗大条状富稀土相结构从短棒形态逐渐转变为块状、颗粒状、球状,时效处理对合金光学显微组织影响不大;对合金进行拉伸性能测试,随二级固溶温度升高,室温和高温(300℃)抗拉强度先升高后降低,在530℃达到最大。随二级固溶时间增加,室温和高温(300℃)抗拉强度先升高后降低,在2h时达到最大。最终得到最佳固溶处理工艺为490℃×2h+530℃×2h。优化出的最佳固溶工艺后,进一步对时效处理工艺进行优化。随时效温度升高,室温和高温(300℃)抗拉强度先升高后降低,在200℃到达最大。随时效时间升高,室温和高温(300℃)抗拉强度先升高后降低,在4h到达最大。所以得出200℃×4h为最佳时效处理工艺。最终得出Al-12Si-6.0Cu-1.5Ni-0.3Cr-0.8Ce-0.2La合金的最佳热处理工艺为490℃×2h+530℃×2h(水淬)+200℃×4h。此时合金的室温抗拉强度为348.5 MPa,高温(300℃)抗拉强度为160.4MPa,分别比铸态性能提升46.9%、9.3%。通过TEM组织形貌分析,双级固溶要优于单级固溶的时效效果。