CN105525235A - 测试热处理、硅镁及变质剂对a356合金性能影响的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供测试热处理、硅镁及变质剂对A356合金性能影响的方法，将浇注试样分为两组,其中一组进行T6热处理，热处理工艺为:固溶535度x8h,水淬，水温60~80度,人工时效165度x6h,空冷，在各个块体同一位置截取直径18mmx10mm的试块,利用水磨砂纸从200号磨到1200号后,再进行机械抛光、腐蚀、吹干，腐蚀液为0.5%的HF水溶液，剩余部分按照GB/T228-2002标准加工成标准拉伸试棒，进行拉伸试验。以进一步研究不同的热处理工艺、硅镁含量及合金元素变质剂对A356合金性能的影响，从而便于进一步提高A356合金的性能。本发明属于合金力学性能研究领域。
Description
技术领域
本发明涉及一种测试方法，属于Mg-Zn-Zr-Y合金性能研究领域。
背景技术
A356合金因具有优良的铸造性能、力学性能而成为汽车、摩托车轮毂使用最为广泛的Al-Si系列铸造合金。近年来铝合金轮毂装车率持续提高,尤其是欧美市场,除轿车轮毂外,客车、轻型卡车铝合金轮毂的装车率也有较快上升,汽车零部件产业的竞争日趋剧烈,对轮毂材料力学性能要求也越来越严格。但在生产实际中,经常发现对不同的厂家同一牌号的合金锭进行重熔铸造,最终的性能却存在明显差异。这主要是由于合金中主要元素含量和其他细化变质的合金元素成分不同导致的。本课题以A356合金中Si、Mg元素和常用的细化变质元素为研究对象,对其力学性能展开系统的研究。研究目的是发现A356合金元素在标准要求范围内成分起伏对合金力学性能的影响规律,同时考察常用细化变质剂对不同成分合金的力学性能的影响规律,寻找最佳的元素添加量,为配制和生产高质量A356合金提供参考。
发明内容
本发明的目的在于：提供测试热处理、硅镁及变质剂对A356合金性能影响的方法，以进一步研究不同的热处理工艺、硅镁含量及合金元素变质剂对A356合金性能的影响，从而便于进一步提高A356合金的性能。
本发明的方案如下：测试热处理、硅镁及变质剂对A356合金性能影响的方法，所述方法的步骤如下：
选用电解铝锭、Al-20Si,Al-48Mg、Al-10Sr、Al-5Ti-1B和Al-10RE中间合金，将Al-20Si,Al-48Mg中间合金按照配比,用铝箔包好埋在铝锭下,在30kW电阻坩埚炉加热熔化,至730~740度采用C2Cl6分2~3次用钟罩压入合金液内进行精炼除气,精炼完毕后静置1~2min,继续升温到760~780度后,加入Al-10Sr、Al-5Ti-1B和Al-10RE中间合金,并用钟罩将中间合金压入铝熔体中,使之完全熔化后,用石墨棒不停搅拌,使加入的合金元素在熔体中分布均匀,保温1h,然后将熔体温度降至720度,保温5~10min,浇入事先预热到250度的金属型中,制得A356合金块体；
将浇注试样分为两组,其中一组进行T6热处理，热处理工艺为:固溶535度x8h,水淬，水温60~80度,人工时效165度x6h,空冷，在各个块体同一位置截取直径18mmx10mm的试块,利用水磨砂纸从200号磨到1200号后,再进行机械抛光、腐蚀、吹干，腐蚀液为0.5%的HF水溶液，剩余部分按照GB/T228-2002标准加工成标准拉伸试棒，进行拉伸试验。
拉伸试验在ESH-50型微机控制电子式万能试验机上进行，试验结果为3个以上合格试样平均值。
本发明与现有技术相比，主要优点是发现A356合金元素在标准要求范围内成分起伏对合金力学性能的影响规律,同时考察常用细化变质剂对不同成分合金的力学性能的影响规律,寻找最佳的元素添加量,为配制和生产高质量A356合金提供参考。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明作进一步地详细描述。
实施例
提供测试热处理、硅镁及变质剂对A356合金性能影响的方法：
材料选用电解铝锭、Al-20Si,Al-48Mg、Al-10Sr、Al-5Ti-1B和Al-10RE中间合金。将Al-20Si,Al-48Mg中间合金按照配比,用铝箔包好埋在铝锭(每次用铝量为2.5kg)下,在30kW电阻坩埚炉加热熔化,为更准确控制熔体温度,炉前采用镍铬-镍硅热电偶测定合金温度。至730~740度采用C2Cl6分2~3次用钟罩压入合金液内进行精炼除气,精炼完毕后静置1~2min,继续升温到760~780度后,加入Al-10Sr、Al-5Ti-1B和Al-10RE中间合金,并用钟罩将中间合金压入铝熔体中,使之完全熔化后,用石墨棒不停搅拌,使加入的合金元素在熔体中分布均匀,保温1h,然后将熔体温度降至720度,保温5~10min,浇入事先预热到250度的金属型中,制得A356合金块体。将浇注试样分为两组,其中一组进行T6热处理。热处理工艺为:固溶535度x8h,水淬(水温60~80度),人工时效165度x6h,空冷。在各个块体同一位置截取直径18mmx10mm的试块,利用水磨砂纸从200号磨到1200号后,再进行机械抛光、腐蚀、吹干。腐蚀液为0.5%的HF水溶液。剩余部分按照GB/T228-2002标准加工成标准拉伸试棒。
拉伸试验在ESH-50型微机控制电子式万能试验机上进行。试验结果为3个以上合格试样平均值。
不同Si、Mg含量下,A356合金铸态的力学性能见表1。可以看出,随着Si、Mg加入量增加,合金的强度略有提高,当Si、Mg含量达到范围内允许的最大值时,合金的抗拉强度仅仅比最小值时增加8MPa,增加幅度为4.8%,伸长率增加了0.2%,增加幅度为8%。表明在铸态下,Si、Mg含量对A356合金的强度和伸长率没有明显影响,但是加入细化变质剂后,A356合金的强度和伸长率都发生了明显变化。在低Si、Mg含量合金中,抗拉强度和伸长率分别提高了14MPa和0.7%,增加幅度分别达到8.3%和28.0%;高Si、Mg含量增加幅度分别为11.9%和48.1%,达到了197MPa和4.0%。这说明铸态时加入细化变质剂对A356合金抗拉强度和伸长率影响明显。
表2是不同成分的A356合金T6态下的力学性能。从表2可看出,随着Si、Mg元素含量的增加,合金的抗拉强度和伸长率都有所提高。但细化变质剂的加入对A356合金力学性能影响则比较明显,合金的抗拉强度明显提高,伸长率也有小幅度提高,尤其是在高Si、Mg含量的A356合金中,抗拉强度和伸长率分别较
未加入合金元素提高了15.1%和29.0%,比低Si、Mg含量合金提高了18.6%和35.6%,达到了320MPa和8.0%。这表明T6态下Si、Mg含量对A356合金力学性能影响并不明显,但加入细化变质剂后,随着Si、Mg含量的提高,力学性能有了较大的提高.
结论
(1)在成分允许范围内提高A356合金中Si、Mg含量,能促使更多的Mg2Si生成,铸态和T6态的力学性能都有所提高,抗拉强度和伸长率分别提高了4.8%、8%和6.9%、5.1%。
(2)加入0.02%的Sr+0.2%的Al-5Ti-1B+0.3%的RE细化变质处理后,A356合金中初生A-Al得到明显细化,共晶硅得到了充分变质,铸态和T6态下力学性能都明显提高。抗拉强度和伸长率分别为320MPa和8.0%,相比低Si、Mg含量的合金分别提高了18.6%和35.6%。
Claims (2)
1.测试热处理、硅镁及变质剂对A356合金性能影响的方法，其特征在于所述方法的步骤如下：
选用电解铝锭、Al-20Si,Al-48Mg、Al-10Sr、Al-5Ti-1B和Al-10RE中间合金，将Al-20Si,Al-48Mg中间合金按照配比,用铝箔包好埋在铝锭下,在30kW电阻坩埚炉加热熔化,至730~740度采用C2Cl6分2~3次用钟罩压入合金液内进行精炼除气,精炼完毕后静置1~2min,继续升温到760~780度后,加入Al-10Sr、Al-5Ti-1B和Al-10RE中间合金,并用钟罩将中间合金压入铝熔体中,使之完全熔化后,用石墨棒不停搅拌,使加入的合金元素在熔体中分布均匀,保温1h,然后将熔体温度降至720度,保温5~10min,浇入事先预热到250度的金属型中,制得A356合金块体；
将浇注试样分为两组,其中一组进行T6热处理，热处理工艺为:固溶535度x8h,水淬，水温60~80度,人工时效165度x6h,空冷，在各个块体同一位置截取直径18mmx10mm的试块,利用水磨砂纸从200号磨到1200号后,再进行机械抛光、腐蚀、吹干，腐蚀液为0.5%的HF水溶液，剩余部分按照GB/T228-2002标准加工成标准拉伸试棒，进行拉伸试验。
2.根据权利要求1所述测试热处理、硅镁及变质剂对A356合金性能影响的方法，其特征在于：拉伸试验在ESH-50型微机控制电子式万能试验机上进行，试验结果为3个以上合格试样平均值。
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| CN (1) | CN105525235A (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105886854A (zh) * | 2016-06-08 | 2016-08-24 | 天津大学 | 降低Fe中间相危害及其高力学性能含钪、锆的A356铸造合金的制备方法 |
| CN106676332A (zh) * | 2016-10-25 | 2017-05-17 | 河北工业大学 | 一种铝合金复合细化‑变质剂及其制备方法和应用 |
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2014
- 2014-09-30 CN CN201410519599.XA patent/CN105525235A/zh active Pending
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20160427 |
|
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |