A357鑄造鋁合金拉伸性能研究.pdf

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1、2010年2月沈陽航空工業(yè)學院學報第27卷第1期JournalofShenyangInstituteofAeronauticalEngineeringFeb．2010V01．27No．1文章編號：l(X)7—1385(2010)01一O005—03A357鑄造鋁合金拉伸性能研究解傳浩陳振中(沈陽航空工業(yè)學院航空宇航工程學院，遼寧沈陽110136)摘要：研究了A357鑄造鋁合金經(jīng)15／I"6熱處理后在室溫條件下的拉伸性能。實驗結(jié)果表明：在室溫條件下，A357一T5鑄造鋁合金的力學性能略好于A357—1'6鑄造鋁合金。A357鑄造鋁合金的力學性能明顯優(yōu)于A356鑄造鋁合金。

2、拉伸斷口分布鑄造缺陷、韌窩及二次裂紋。關(guān)鍵詞：A357鑄造鋁合金；拉伸；力學性能；斷口中圖分類號：V257文獻標識碼：A鋁硅系鑄造鋁合金鑄造流動性好、氣密性好、收縮率小和熱裂傾向小等特點，經(jīng)過變質(zhì)和熱處理后，具有良好的力學性能、物理性能、耐腐蝕性能和較好的機械加工性能，在汽車和航空工業(yè)上得到了日益廣泛的應用u。3J。主要合金牌號有A356、A357兩種，可廣泛應用于飛機、輪船及汽車上的某些高要求的復雜鑄件。通常該合金的抗拉強度只能達到320N／mm、伸長率大于5％【4J，很多人希望通過改變合金的元素成份、鑄造方式、熱處理方式等途徑同時提高它的抗拉強度與伸長率，選擇適當?shù)?/p>

3、工藝參數(shù)可使合金性能得到有效的提高”。8J。對于A356鑄造鋁合金在室溫下的靜態(tài)或準靜態(tài)下力學性能及其疲勞性能得到了廣泛研究，對于A357鑄造鋁合金在室溫環(huán)境下性能的研究相對較少【9—1

4、，針對A357鑄造鋁合金，研究了在室溫條件下經(jīng)不同熱處理時試件拉伸性能的差別。1試驗方法1．1材料及熱處理條件試驗用材料為鑄造鋁合金A357，通過細砂澆注成型，由沈陽鑄造研究所提供，其化學成分如表1所示，微觀組織圖見圖1。表lA357鑄鋁合金的化學成分(質(zhì)量分數(shù)m／m％)收稿日期：2009—10—19作者簡介：解傳浩(1985一)，男，山東萊蕪人。在讀碩士。主要研究方向：結(jié)構(gòu)疲勞斷裂與

5、可靠性分析，E—mail：hjty517781@126．咖；陳振中(1963一)，男，遼寧沈陽人，教授，主要研究方向：結(jié)構(gòu)疲勞斷裂與可靠性分析，E—mail：zher,．zhong_chen@hotmail．eom。圖I為A357一T6鑄造鋁合金微觀組織照片，因考慮到熱處理對A357鑄造鋁合金的組織成份影響不大，在這里僅列出A357鑄造鋁合金經(jīng)帕熱處理后的金像組織照片。從合金的金相圖中不難發(fā)現(xiàn)白色的僅一AI基體占據(jù)了絕大部分，不規(guī)則硅晶體呈塊狀或針狀分布于d—AI基體上，其余顏色比較深的點狀物為纖維針孔，其代表了含量比較少的元素。在圖中可以看見灰色條片狀的共晶硅和塊狀的

6、初晶硅。塊狀的初晶硅的增多，影響了基體的連續(xù)性，降低了抗拉強度和延伸率，增加了鑄件的脆性。圖1A357—1'6鑄鋁合金的金相組織圖坯料采用熱處理方法如表2所示：表2A357鑄鋁合金的熱處理方法1．2試樣制備及實驗條件按照國標將拉伸試件加工成標準圓棒試件，拉伸試件試驗段長度為40mm，直徑8ram；試件夾6沈陽航空工業(yè)學院學報第27卷圖2拉伸試件持端采用M16螺紋。其它相關(guān)尺寸采用國標尺寸，具體標準見圖2。試驗前對試件實驗段部分用砂紙消除表面劃痕。拉伸試驗40KN伺服試驗機上完成。試驗環(huán)境為室溫，使用掃描電鏡(SEM)對拉伸斷口進行分析。2試驗結(jié)果及討論2．1拉伸試驗拉伸

7、試驗在常溫條件下MTS810材料實驗機上完成，試件經(jīng)T5／T6熱處理，每種熱處理采用3個試件進行試驗取中間值，得出的應力應變曲線如圖3所示，圖中橫坐標表示應變，縱坐標表示應力、單位MPa：通過觀察曲線趨勢發(fā)現(xiàn)斷裂前沒有征兆，斷裂現(xiàn)象在瞬間發(fā)生。(a)巧合金口一8曲線(b)T6合金口一e曲線圖3A357鑄鋁合金拉伸試樣應力一應變曲線2．2材料力學性能表3為A357鑄造鋁合金的拉伸力學性能，結(jié)果表明，在室溫條件下A357一T5鑄造鋁合金的抗拉強度、屈服強度及延伸率均比A357一T6鑄造鋁合金有略微提升，提升比分別為：2．93％、1．47％、22．2％?？傮w來說，對于經(jīng)T5／

8、T6兩種熱處理的A357鑄造鋁合金，室溫時1r5試件力學性能較T6試件有所提升。對比經(jīng)T6熱處理條件下的A357、A356鑄造鋁合金在室溫時力學性能，可以看出A357鑄造鋁合金的抗拉強度、屈服強度及延伸率較A356鑄造鋁合金分別提升18．0％、15．7％、28．6％，說明A357鑄造鋁合金力學性能明顯好于A356鑄造鋁合金¨“。表3A357鑄造鋁合金材料力學性能2．3拉伸斷口分析(c)(d)(a)(c)為巧斷口照片(b)(d)為％斷口照片圖4A357室溫拉伸斷口圖4為A357鑄造鋁合金經(jīng)T5／T6熱處理條件下拉伸斷口的對照圖，圖4(a)、