凝固条件与Cu元素对A357合金筒形件组织及力学性能影响

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本文采用低压铸造的方法浇注A357合金筒形铸件,在此基础上研究不同凝固条件、Cu元素对筒形铸件组织及力学性能的影响。研究了不同壁厚对A357合金筒形铸件的组织与力学性能的影响。在铸态下,壁厚越大的铸件其二次枝晶间距越大、共晶Si的分布越不均匀,共晶Si的纵横比越大。壁厚越大,铸件的变质效果越差。在筒形铸件中二次枝晶间距对铸件的抗拉强度影响很大,共晶Si的圆度对铸件的塑性影响较大,使壁厚大的铸件抗拉强度与延伸率急剧下降,尤其是延伸率下降幅度大。砂型铸造20mm厚铸件铸态抗拉强度为143MPa,而砂型铸造10mm厚铸件抗拉强度为173MPa,延伸率由3%提高到7%。T6热处理后,壁厚越大的铸件,共晶Si的球化效果越差。经过T6处理后砂型铸造20mm厚铸件抗拉强度为243MPa,10mm厚铸件抗拉强度达到283MPa,提高了约25%。研究了冷铁对A357合金筒形铸件的组织与力学性能的影响,采用施加冷铁的方法提高铸件的凝固速度,在其他条件相同的前提下,施加冷铁固溶后共晶Si的球化程度与成分的均匀化程度大幅度提高。在铸态时20mm施加冷铁抗拉强度为176MPa而20mm砂型冷却抗拉强度为143MPa,延伸率由9%下降到3%。经过T6热处理后20mm施加冷铁抗拉强度为316MPa而20mm砂型冷却抗拉强度为243MPa,延伸率由8.9%下降到3.2%。热处理后可显著提高A357筒形铸件的力学性能。、在低压铸造筒形件中,有着明显的位置关系,在冷却速度较快的铸件中,近浇口处力学性能高于远浇口处;在冷却速度较慢的铸件中,远浇口处的力学性能低于近浇口处力学性能。微量的Cu元素对A357合金力学性能有着一定的影响,在铸态下微量的Cu元素可略微提高铸件的抗拉强度与延伸率,对延伸率的影响较大,筒形铸件T6处理后抗拉强度有着明显的提高。
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