Производитель сплавов Alsi42 | Производство сплавов Alsi42

Соответствующая температура и время обработки старением могут значительно улучшить однородность структуры и морфологию осадков, тем самым повышая прочность сплава, но слишком высокая температура или слишком длительное время старения снизят прочность сплава. Среди факторов, влияющих на механические свойства алюминиевого сплава А356, время старения оказывает наибольшее влияние на предел прочности на растяжение, предел текучести и относительное удлинение, причем величина этих свойств сначала увеличивается, а затем уменьшается с увеличением времени старения. Когда время выдержки слишком велико, зерна явно грубеют, а укрупнение и изменение формы зерен напрямую снижает твердость материала. Во-вторых, непрерывная и грубая хрупкая фаза Mg2Si образуется при слишком большом времени старения, что также снижает механические свойства сплава. Фаза осаждения Mg2Si представляет собой твердое и хрупкое интерметаллическое соединение, которое может эффективно фиксировать дислокации, стабилизировать субструктуру, предотвращать скольжение границы зерна, так что прочность, пластичность, ударная вязкость и твердость хорошо согласованы, и в то же время повышается температура рекристаллизации матрицы. Таким образом, рекристаллизация подавляется; Кроме того, улучшается прочность матрицы. Стабильная фаза дисперсионного упрочнения, образующаяся в состаренном литом сплаве Al-Si, не будет повторно растворяться в матрице, предотвращая перемещение дислокаций на большие расстояния, тем самым улучшая сопротивление термической усталости сплава. Усталостные свойства сплавов в основном зависят от морфологии и размера частиц кремния, которые контролируются регулировкой термической обработки. Термически обработанный сплав обладает отличными усталостными свойствами за счет большого количества мелкодисперсной сфероидизации Si. В структуре ячейки присутствуют мелкие частицы кремния, которые могут ограничивать расширение усталостных трещин и задерживать усталостное разрушение, изменяя направление распространения. Он разделен мелкими углублениями, и на краю углублений не появляются большие углубления, а его однородность лучше, чем у трещины растяжения после термической обработки Т6. Поэтому относительное удлинение сплава после двухстадийного старения превосходнее, чем у процесса Т6. Поверхность излома сплава А356 после обработки Т6 смешивается с плоскостями спайности и некоторыми углублениями, из-за чего легко образуются хрупкие трещины. Для заэвтектических сплавов Al-Si температура старения влияет на граничное растворение и диффузию легирующих элементов. С повышением температуры старения граничное растворение и диффузия легирующих элементов ускоряются, что благоприятно сказывается на улучшении механических свойств сплава. Соответствующий процесс обработки старением улучшит износостойкость сплава. Sun Yu et al. изучили влияние процесса термообработки на модифицированные стронцием почти эвтектические литейные сплавы Al-Si и обнаружили, что обработка старением снижает пластичность материала. Liu Tuanshen et al. обнаружили, что обработка старением может улучшить ударную вязкость сплава Al-20%Si, что связано с изменением формы первичного кремния и эвтектического кремния и упрочнением матрицы.

Добавление легирующих элементов является важным способом улучшения микроструктуры и свойств сплавов Al-Si. Обычно добавляемые в сплавы Al-Si элементы включают Mg, Cu, Mn, Sr и RE. Элемент Mg может быть растворен в α-Al, вызывая искажение решетки и играя роль в упрочнении твердого раствора. При этом Mg и Si образуют фазу Mg2Si, которая является упрочняющей фазой и повышает твердость сплава. Содержание Cu в сплаве Al-Si достигает 2,5%, при этом увеличивается количество фаз Al2Cu, которые распределяются на границе раздела α-Al и эвтектического кремния и играют упрочняющую роль, но грубая морфология и распределение упрочняющей фазы делают сплав удлиненной скоростью снижения. Mn может уменьшить количество и размер первичного кремния в сплаве Al-Si, и эвтектический кремний становится более короткой игольчатой структурой. В процессе гомогенизации Mn-содержащий заэвтектический сплав Al-Si осаждает частицы Mn-содержащей дисперсной фазы, которая обладает высокой плотностью и высокой термической стабильностью, измельчает перекристаллизованные зерна, а также становится ядром зародышеобразования фазы упрочнения старения. Существенное влияние оказывают механические свойства и технологические свойства сплава. Sr может изменить морфологию эвтектической фазы Si с игольчатой на волокнистую; после добавления элементов Mn и Sr фаза AlFeSi в сплаве Al-Si равномерно распределяется в дендрите α-Al, а Mn улучшает морфологию игольчатой фазы Fe. Некоторое количество Ba оказывает хорошее метаморфическое действие на эвтектический кремний ZL109 и в то же время обладает хорошей стойкостью к метаморфизму и свойствами рецессии и переплава, и сплав после метаморфизма может получить более высокую прочность; но когда содержание Ba превышает 0,125%, в структуре будет возникновение. Присутствует небольшое количество игольчатой фазы, и производительность соответственно снижается. С увеличением содержания железа увеличивается размер богатой железом фазы в алюминиевом сплаве А356, морфология меняется с костной на игольчатую, а прочность сплава на разрыв уменьшается. Крупные частицы интерметаллических соединений, богатых чешуйчатым железом, в отливках из алюминиевых сплавов с высоким содержанием железа способствуют образованию усталостных трещин Инициирование сплава является одним из источников возникновения трещин, однако увеличение содержания железа увеличит высокую температуру и кратковременную прочность сплава на растяжение. После добавления Sb в A356 для модификации плотность сплава увеличивается, и эффект модификации имеет долгосрочный эффект; Zr может эффективно очищать зерна и ингибировать рекристаллизацию. Добавление элемента Zn к определенному количеству может образовывать эвтектическую группу в структуре модифицированного сплава Al-Si. По мере увеличения количества Zn твердость сплава увеличивается, а относительное удлинение уменьшается. Соль фосфора добавляется в заэвтектический алюминиево-кремниевый сплав с образованием гетеросердечника A1P, размер первичного кремния уменьшается, а форма меняется с пластинчатой на многоугольную или агломератную. Сплав обладает хорошими механическими свойствами, износостойкостью и литейными свойствами.

Литые сплавы Al-Si в основном состоят из дендритов α-Al и грубого эвтектического кремния. Для гиперэвтектических сплавов Al-Si кроме них имеется первичный кремний, в котором α-дендритные формы являются эллиптическими дендритами. Для объемного полигонального первичного кремния, чем больше размер частиц и чем более неправильная форма, тем ниже прочность, и он легко растрескивается в процессе растяжения. Хуан Цайминь и др. обнаружили, что при охлаждении и затвердевании высокотемпературной алюминиевой жидкости из-за локального градиента температуры и различных скоростей охлаждения дендриты сплава A356 в литом виде проявляют сегрегацию компонентов, а матрица также имеет рыхлость, отверстия, включения, усадочные отверстия и дефекты оксидных пленок. Эвтектический кремний немодифицированного сплава А356 имеет форму грубых игл. Mg2Si является фазой осаждения, но количество фаз Mg2Si в литом состоянии невелико и невелико, поэтому его нелегко найти. В морфологии разрушения растяжения литого сплава А356 появляется большое количество гладких плоскостей квазиспайности, а в локальной области имеются углубления разного размера. Большинство ямочек маленькие и неглубокие, и их количество относительно невелико. Причина особенностей плоскости спайности заключается в том, что на стыке эвтектического кремния и подложки будут возникать трещины, которые будут расширяться и распространяться в эвтектической области; Ифань Ван и др. обнаружили, что граница раздела Al-7Si-0,6Mg образует ковалентные связи между атомами Al и Si. ковалентная связь играет ключевую роль в прочности межфазного соединения. Согласно теории разрушения Гриффита, трещины сначала формируются и распространяются внутри фазы осаждения Al, а граница раздела может выступать в качестве защитного слоя для предотвращения распространения трещины. Лу Хуашань и др. обнаружили через разрушение литого алюминиевого сплава A356, что, когда распространение трещины сталкивается с препятствием эвтектического кремния, трещина отрезает частицы эвтектического кремния, и по мере того, как маленькая трещина растет и соединяется вместе, образуя длинную трещину, трещина распространяется и следует принципу минимального потребления энергии, и распространяется через самую слабую часть границы зерен (пластинчатая структура) и, наконец, проявляется в виде хрупкого излома. В то же время S. Samat et al. установили, что снижение пластичности связано с микроструктурными характеристиками вредных игольчатых интерметаллидов β-AlFeSi и наличием микроскопических пор при затвердевании. Для заэвтектических сплавов Al-Si грубый первичный кремний может улучшить износостойкость сплава в качестве твердого наконечника, но поскольку он твердый и хрупкий, матрица сильно расщепляется, поэтому механические свойства сплава снижаются, а производительность обработки ухудшается.