【摘 要】
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铸造Al-Si-Cu-Mg合金因其优异的导热性与耐高温性被广泛用于制造发动机基体和汽缸盖的关键零部件,并且该合金是一类常见的可热处理铝合金,经过热处理可提高合金的整体力学性能并增加其使用寿命,但目前尚未有见到此类合金热处理工艺及强化机制系统、整体的研究。本论文针对Al-7Si-1.5Cu-0.5Mg合金,通过热分析（DSC）、扫描电镜（SEM）、X射线衍射（XRD）、万能拉伸试验机、透射电镜（TE
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铸造Al-Si-Cu-Mg合金因其优异的导热性与耐高温性被广泛用于制造发动机基体和汽缸盖的关键零部件,并且该合金是一类常见的可热处理铝合金,经过热处理可提高合金的整体力学性能并增加其使用寿命,但目前尚未有见到此类合金热处理工艺及强化机制系统、整体的研究。本论文针对Al-7Si-1.5Cu-0.5Mg合金,通过热分析（DSC）、扫描电镜（SEM）、X射线衍射（XRD）、万能拉伸试验机、透射电镜（TEM）、布氏硬度测试等手段;设置正交实验进行固溶工艺研究,得到合金的固溶强化机制与固溶工艺参数;并探究淬火冷却速度对第二相粒子面积百分数与硅相形貌的影响规律;此外,测定合金不同时效温度下的时效硬化曲线,研究了合金时效析出序列与析出相特征,得到了以下结论:（1）参考DSC曲线设置正交实验进行合金的固溶工艺研究,确定了500℃×6h+520℃×8h的固溶工艺,经过上述固溶处理后Al2Cu相与Al5Cu2Mg8Si6相大量溶入α（Al）基体中,细小针状的共晶硅相破碎、球化,块状棱角明显的初晶硅固溶后明显钝化,组织形貌得到较大改善。（2）淬火冷却速度对硅相的形貌与尺寸有较大的影响,淬火冷却速度越慢硅相越尖锐且尺寸越大,并且会造成第二相的不均匀析出,从而导致合金的力学性能下降;此外,在固溶淬火后为使合金获得较高的力学性能,应尽快进行人工时效。（3）Al-7Si-1.5Cu-0.5Mg合金的时效析出过程为:过饱和固溶体→G.P区→θ″过渡相→θ′过渡相→θ稳定相。其时效演变过程为:时效初期,合金过饱和固溶体中开始形成G.P区,此时基体中只有一定数量的Q′相析出;随着时效时间的增加Q′相数量增加,并且G.P区逐渐长大成θ″相;当θ″完全形成后,时效时间的增加会使θ″开始转变成θ′相,θ′相形成后随着时效进程的推移,时效析出相会产生明显的粗化。（4）本文确定了Al-7Si-1.5Cu-0.5Mg合金的热处理工艺,固溶工艺:500℃×6h+520℃×8h;时效工艺:180℃×10h,经此工艺热处理后合金抗拉强度达到352.44MPa,较铸态的240.03 MPa提升了112.41MPa,提升幅度为46.83%,并使伸率达到7.14%。
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