A357铸造铝合金拉伸性能研究.pdf

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1、2010年2月沈阳航空工业学院学报第27卷第1期JournalofShenyangInstituteofAeronauticalEngineeringFeb．2010V01．27No．1文章编号：l(X)7—1385(2010)01一O005—03A357铸造铝合金拉伸性能研究解传浩陈振中(沈阳航空工业学院航空宇航工程学院，辽宁沈阳110136)摘要：研究了A357铸造铝合金经15／I"6热处理后在室温条件下的拉伸性能。实验结果表明：在室温条件下，A357一T5铸造铝合金的力学性能略好于A357—1'6铸造铝合金。A357铸造铝合金的力学性能明显优于A356铸造铝合金。

2、拉伸断口分布铸造缺陷、韧窝及二次裂纹。关键词：A357铸造铝合金；拉伸；力学性能；断口中图分类号：V257文献标识码：A铝硅系铸造铝合金铸造流动性好、气密性好、收缩率小和热裂倾向小等特点，经过变质和热处理后，具有良好的力学性能、物理性能、耐腐蚀性能和较好的机械加工性能，在汽车和航空工业上得到了日益广泛的应用u。3J。主要合金牌号有A356、A357两种，可广泛应用于飞机、轮船及汽车上的某些高要求的复杂铸件。通常该合金的抗拉强度只能达到320N／mm、伸长率大于5％【4J，很多人希望通过改变合金的元素成份、铸造方式、热处理方式等途径同时提高它的抗拉强度与伸长率，选择适当的

3、工艺参数可使合金性能得到有效的提高”。8J。对于A356铸造铝合金在室温下的静态或准静态下力学性能及其疲劳性能得到了广泛研究，对于A357铸造铝合金在室温环境下性能的研究相对较少【9—1

4、，针对A357铸造铝合金，研究了在室温条件下经不同热处理时试件拉伸性能的差别。1试验方法1．1材料及热处理条件试验用材料为铸造铝合金A357，通过细砂浇注成型，由沈阳铸造研究所提供，其化学成分如表1所示，微观组织图见图1。表lA357铸铝合金的化学成分(质量分数m／m％)收稿日期：2009—10—19作者简介：解传浩(1985一)，男，山东莱芜人。在读硕士。主要研究方向：结构疲劳断裂与

5、可靠性分析，E—mail：hjty517781@126．咖；陈振中(1963一)，男，辽宁沈阳人，教授，主要研究方向：结构疲劳断裂与可靠性分析，E—mail：zher,．zhong_chen@hotmail．eom。图I为A357一T6铸造铝合金微观组织照片，因考虑到热处理对A357铸造铝合金的组织成份影响不大，在这里仅列出A357铸造铝合金经帕热处理后的金像组织照片。从合金的金相图中不难发现白色的仅一AI基体占据了绝大部分，不规则硅晶体呈块状或针状分布于d—AI基体上，其余颜色比较深的点状物为纤维针孔，其代表了含量比较少的元素。在图中可以看见灰色条片状的共晶硅和块状的

6、初晶硅。块状的初晶硅的增多，影响了基体的连续性，降低了抗拉强度和延伸率，增加了铸件的脆性。图1A357—1'6铸铝合金的金相组织图坯料采用热处理方法如表2所示：表2A357铸铝合金的热处理方法1．2试样制备及实验条件按照国标将拉伸试件加工成标准圆棒试件，拉伸试件试验段长度为40mm，直径8ram；试件夹6沈阳航空工业学院学报第27卷图2拉伸试件持端采用M16螺纹。其它相关尺寸采用国标尺寸，具体标准见图2。试验前对试件实验段部分用砂纸消除表面划痕。拉伸试验40KN伺服试验机上完成。试验环境为室温，使用扫描电镜(SEM)对拉伸断口进行分析。2试验结果及讨论2．1拉伸试验拉伸

7、试验在常温条件下MTS810材料实验机上完成，试件经T5／T6热处理，每种热处理采用3个试件进行试验取中间值，得出的应力应变曲线如图3所示，图中横坐标表示应变，纵坐标表示应力、单位MPa：通过观察曲线趋势发现断裂前没有征兆，断裂现象在瞬间发生。(a)巧合金口一8曲线(b)T6合金口一e曲线图3A357铸铝合金拉伸试样应力一应变曲线2．2材料力学性能表3为A357铸造铝合金的拉伸力学性能，结果表明，在室温条件下A357一T5铸造铝合金的抗拉强度、屈服强度及延伸率均比A357一T6铸造铝合金有略微提升，提升比分别为：2．93％、1．47％、22．2％。总体来说，对于经T5／

8、T6两种热处理的A357铸造铝合金，室温时1r5试件力学性能较T6试件有所提升。对比经T6热处理条件下的A357、A356铸造铝合金在室温时力学性能，可以看出A357铸造铝合金的抗拉强度、屈服强度及延伸率较A356铸造铝合金分别提升18．0％、15．7％、28．6％，说明A357铸造铝合金力学性能明显好于A356铸造铝合金¨“。表3A357铸造铝合金材料力学性能2．3拉伸断口分析(c)(d)(a)(c)为巧断口照片(b)(d)为％断口照片图4A357室温拉伸断口图4为A357铸造铝合金经T5／T6热处理条件下拉伸断口的对照图，图4(a)、