测试热处理、硅镁及变质剂对a356合金性能影响的方法
【技术领域】
[000。 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】
[0002] A356合金因具有优良的铸造性能、力学性能而成为汽车、摩巧车轮穀使用最为广 泛的M-Si系列铸造合金。近年来铅合金轮穀装车率持续提高，尤其是欧美市场，除轿车 轮穀外，客车、轻型卡车铅合金轮穀的装车率也有较快上升，汽车零部件产业的竞争日趋 剧烈，对轮穀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烙铸造，最终的性能却存在明显差异。送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W 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】
[0003] 本发明的目的在于；提供测试热处理、娃镇及变质剂对A356合金性能影响的方 法，W进一步研究不同的热处理工艺、娃镇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。
[0004] 本发明的方案如下；测试热处理、娃镇及变质剂对A356合金性能影响的方法，所 述方法的步骤如下： 选用电解铅锭、Al-20Si，Al-48Mg、Al-lOSr、A^5Ti-lB 和 M-10RE 中间合金，将 Al-20Si，Al-48Mg中间合金按照配比，用铅巧包好埋在铅锭下，在30 kW电阻巧巧炉加热 烙化，至730-740度采用C2C16分2^3次用钟罩压入合金液内进行精炼除气，精炼完毕后 静置广2 min,继续升温到760~780度后，加入Al-10Sr、Al-5Ti-lB和A1-10RE中间合金， 并用钟罩将中间合金压入铅烙体中，使之完全烙化后，用石墨棒不停揽拌，使加入的合金 元素在烙体中分布均匀，保温1 h，然后将烙体温度降至720度，保温?Τ?Ο min,德入事 先预热到250度的金属型中，制得A356合金块体； 将德注试样分为两组，其中一组进行T6热处理，热处理工艺为：固溶535度x8 t水 浑，水温60-80度，人工时效165度x6 h，空冷，在各个块体同一位置截取直径ISmmxlOmm 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。
[0005] 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W上合 格试样平均值。
[0006] 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】
[0007] 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
[000引提供测试热处理、娃镇及变质剂对A356合金性能影响的方法： 材料选用电解铅锭、Al-20Si，Al-48Mg、Al-lOSr、A^5Ti-lB和M-10RE中间合金。将 A^20Si，A^48Mg中间合金按照配比，用铅巧包好埋在铅锭（每次用铅量为2. 5 kg)下， 在30 kW电阻巧巧炉加热烙化，为更准确控制烙体温度，炉前采用媒館-媒娃热电偶测定 合金温度。至730-740度采用C2C16分2^3次用钟罩压入合金液内进行精炼除气，精炼完 毕后静置广2 min,继续升温到760~780度后，加入Al-lOSr、A^5Ti-lB和M-10RE中间 合金，并用钟罩将中间合金压入铅烙体中，使之完全烙化后，用石墨棒不停揽拌，使加入 的合金元素在烙体中分布均匀，保温1 h，然后将烙体温度降至720度，保温?Τ?Ο min,德 入事先预热到250度的金属型中，制得A356合金块体。将德注试样分为两组，其中一组 进行T6热处理。热处理工艺为：固溶535度x8 h，水浑（水温60-80度），人工时效165 度χ6 h,空冷。在各个块体同一位置截取直径ISmmxlOmm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。
[0009] 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W上 合格试样平均值。
[0010] 不同Si、Mg含量下，A356合金铸态的力学性能见表1。可W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8 MPa,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 14 MPa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 197 MPa和4.0%。送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。
[0011] 表2是不同成分的A356合金Τ6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 320 MPa和8. 0%。送表明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%。
[0012] (2)加入0. 02%的Sr+0. 2%的Al-5Ti-lB+0. 3%的RE细化变质处理后，A356合金 中初生A-A1得到明显细化，共晶娃得到了充分变质，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320 MPa和8.0%，相比低Si、Mg含量的合金分别提高了 18. 6%和 35. 6%〇
【主权项】
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-lB 和 A1-10RE 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30 kW电阻坩埚炉加热 熔化，至730~740度采用C2C16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1~2 min,继续升温到760~780度后，加入Al-10Sr、Al-5Ti-lB和A1-10RE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1 h，然后将熔体温度降至720度，保温5~10 min，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x8 h，水 淬，水温60~80度，人工时效165度x6 h，空冷，在各个块体同一位置截取直径18mmxl0mm 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。
【专利摘要】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。
【IPC分类】C22C1/03, C22F1/04, C22C1/06, C22C21/00
【公开号】CN105525235
【申请号】CN201410519599
【发明人】刘小帆
【申请人】刘小帆
【公开日】2016年4月27日
【申请日】2014年9月30日