alsi42 legeringen | Overzicht

Geschikte verouderingsbehandelingstemperatuur en -tijd kunnen de uniformiteit van de structuur en de morfologie van de neerslag aanzienlijk verbeteren, waardoor de sterkte van de legering toeneemt, maar een te hoge temperatuur of een te lange verouderingstijd zal de sterkte van de legering verminderen. Onder de factoren die de mechanische eigenschappen van de A356-aluminiumlegering beïnvloeden, heeft verouderingstijd de grootste invloed op treksterkte, vloeigrens en rek, en de omvang van deze eigenschappen neemt eerst toe en neemt vervolgens af met de toename van de verouderingstijd. Wanneer de rijpingstijd te lang is, zijn de korrels duidelijk grof en verminderen de grove en vormverandering van de korrels direct de hardheid van het materiaal. Ten tweede wordt de continue en grove broze Mg2Si-fase gevormd wanneer de verouderingstijd te lang is, wat ook de mechanische eigenschappen van de legering vermindert. De precipitatiefase Mg2Si is een harde en broze intermetallische verbinding, die dislocaties effectief kan pinnen, de onderconstructie kan stabiliseren, kan voorkomen dat de korrelgrens glijdt, zodat de sterkte, plasticiteit, taaiheid en hardheid goed op elkaar zijn afgestemd, en tegelijkertijd wordt de herkristallisatietemperatuur van de matrix verhoogd. Zo wordt herkristallisatie onderdrukt; bovendien wordt de sterkte van de matrix verbeterd. De stabiele precipitatiehardingsfase geproduceerd door de verouderde gegoten Al-Si-legering zal niet opnieuw oplossen in de matrix, waardoor de beweging op lange afstand van dislocaties wordt voorkomen, waardoor de thermische vermoeiingsweerstand van de legering wordt verbeterd. De vermoeiingseigenschappen van de legeringen worden voornamelijk beïnvloed door de morfologie en grootte van de Si-deeltjes, die beide worden geregeld door de warmtebehandeling aan te passen. De warmtebehandelde legering heeft uitstekende vermoeiingseigenschappen als gevolg van een grote hoeveelheid fijne Si-sferoïdisatie. Fijne siliciumdeeltjes bestaan in de celstructuur, ze kunnen de uitzetting van vermoeiingsscheuren beperken en vermoeiingsfracturen vertragen door de voortplantingsrichting te veranderen. Het wordt gedeeld door kleine kuiltjes en er verschijnen geen grote kuiltjes aan de rand van de kuiltjes, en de uniformiteit is beter dan die van de trekbreuk na T6-warmtebehandeling. Daarom is de rek van de legering na dubbele veroudering beter dan die van het T6-proces. Het breukoppervlak van de A356-legering na T6-behandeling wordt gemengd met splitsingsvlakken en enkele kuiltjes, waardoor broze scheuren gemakkelijk kunnen ontstaan. Voor hypereutectische Al-Si-legeringen beïnvloedt de verouderingstemperatuur de grensoplossing en diffusie van legeringselementen. Met de toename van de verouderingstemperatuur versnellen de grensoplossing en diffusie van legeringselementen, wat gunstig is om de mechanische eigenschappen van de legering te verbeteren. Een geschikt verouderingsbehandelingsproces zal de slijtvastheid van de legering verbeteren. Sun Yu et al. bestudeerden het effect van het warmtebehandelingsproces op strontium-gemodificeerde bijna-eutectische Al-Si gietlegeringen en ontdekten dat verouderingsbehandeling de plasticiteit van het materiaal zou verminderen. Liu Tuanshen et al. ontdekten dat verouderingsbehandeling de impactbestendigheid van de Al-20% Si-legering kan verbeteren, wat verband houdt met de verandering van de vorm van primair silicium en eutectisch silicium en de versterking van de matrix.

As-cast Al-Si legeringen zijn voornamelijk samengesteld uit α-Al dendrieten en grof eutectisch silicium. Voor hyper-eutectische Al-Si-legeringen is er naast hen primair silicium, waarin α-dendritische vormen elliptische dendrieten zijn. Voor het bulk veelhoekige primaire silicium geldt dat hoe groter de deeltjesgrootte en hoe onregelmatiger de vorm, hoe lager de sterkte en het is gemakkelijk om bij voorkeur te kraken tijdens het rekproces. Huang Caimin et al. ontdekten dat wanneer de aluminiumvloeistof op hoge temperatuur wordt gekoeld en gestold, vanwege de lokale temperatuurgradiënt en verschillende koelsnelheden, de as-cast A356-legeringsdendrieten componentsegregatie verschijnen, en de matrix heeft ook losheid, gaten, insluitsels, krimpgaten en oxidefilms defect. Het eutectische silicium van de ongewijzigde A356-legering heeft de vorm van grove naalden. Mg2Si is een neerslagversterkende fase, maar het aantal Mg2Si-fasen in de as-cast-toestand is klein en klein, dus het is niet gemakkelijk te vinden. Een groot aantal gladde quasi-splitsingsvlakken verschijnen in de trekbreukmorfologie van de as-cast A356-legering en er zijn kuiltjes van verschillende groottes in de omgeving. De meeste kuiltjes zijn klein en ondiep en het aantal is relatief klein. De reden voor de kenmerken van het splitsingsvlak is dat er scheuren zullen optreden op de kruising van eutectisch silicium en het substraat, die zullen uitzetten en distribueren in het eutectische gebied; Yifan Wang et al. ontdekten dat de Al-7Si-0.6Mg-interface covalente bindingen vormt tussen Al- en Si-atomen. , speelt de covalente binding een sleutelrol in de interfaciale bindingssterkte. Volgens de Griffith-breuktheorie vormen en vermeerderen scheuren zich eerst in de Al-neerslagfase en kan de interface fungeren als een beschermende laag om scheurvoortplanting te voorkomen. Lou Huashan et al. ontdekten door de breuk van as-cast A356 aluminiumlegering dat wanneer de scheurvoortplanting de obstructie van eutectisch silicium tegenkomt, de scheur de eutectische siliciumdeeltjes zal afsnijden, en als de kleine scheur groeit en zich verbindt om een lange scheur te vormen, dan plant de scheur zich voort en volgt het principe van minimaal energieverbruik, en plant zich voort door het zwakste deel van de korrelgrens (lamellaire structuur) en manifesteert zich uiteindelijk als broze breuk. Tegelijkertijd vonden S. Samat et al. dat de vermindering van plasticiteit verband houdt met de microstructurele kenmerken van schadelijke acicular β-AlFeSi intermetallische verbindingen en het bestaan van microscopische poriën tijdens stolling. Voor hypereutectische Al-Si-legeringen kan het grove primaire silicium de slijtvastheid van de legering als een hard punt verbeteren, maar omdat het hard en broos is, wordt de matrix ernstig gesplitst, waardoor de mechanische eigenschappen van de legering worden verminderd en de verwerkingsprestaties verslechteren.

De toevoeging van legeringselementen is een belangrijke manier om de microstructuur en eigenschappen van Al-Si-legeringen te verbeteren. Vaak toegevoegde elementen in Al-Si legeringen zijn Mg, Cu, Mn, Sr en RE. Mg-element kan worden opgelost in α-Al om roostervervorming te veroorzaken en een rol te spelen bij het versterken van vaste oplossingen. Tegelijkertijd vormen Mg en Si de Mg2Si-fase, wat een versterkingsfase is en de hardheid van de legering verbetert. Het Cu-gehalte in de Al-Si-legering bereikt 2,5% en het aantal Al2Cu-fasen neemt toe, dat wordt verdeeld op het grensvlak van α-Al en eutectisch silicium, en speelt een versterkende rol, maar de grove morfologie en distributie van de versterkingsfase maken de langwerpige snelheid van de legering afgenomen. Mn kan het aantal en de grootte van primair silicium in de Al-Si-legering verminderen en het eutectische silicium wordt een kortere naaldachtige structuur. De Mn-bevattende hypereutectische Al-Si-legering zal Mn-bevattende gedispergeerde fasedeeltjes neerslaan tijdens het homogenisatieproces, dat een hoge dichtheid en hoge thermische stabiliteit heeft, de geherkristalliseerde korrels verfijnt en ook de nucleatiekern wordt van de verouderingsversterkende fase. De mechanische eigenschappen en verwerkingseigenschappen van de legering hebben een aanzienlijke impact. Sr kan de morfologie van de eutectische Si-fase laten veranderen van naaldachtig naar vezelig; na de toevoeging van Mn- en Sr-elementen wordt de AlFeSi-fase in de Al-Si-legering gelijkmatig verdeeld in de α-Al-dendriet en verbetert Mn de morfologie van de naaldachtige Fe-fase. Het effect is groter dan dat van Sr. Een bepaalde hoeveelheid Ba heeft een goed metamorf effect op ZL109 eutectisch silicium, en heeft tegelijkertijd een goede weerstand tegen metamorfisme en recessie en omsmelteigenschappen, en de legering na metamorfisme kan een hogere sterkte verkrijgen; maar wanneer het Ba-gehalte hoger is dan 0,125%, zal er een verschijning in de structuur zijn. Een kleine hoeveelheid acicular fase is aanwezig en de prestaties worden dienovereenkomstig verminderd. Met de toename van het Fe-gehalte neemt de grootte van de ijzerrijke fase in de A356-aluminiumlegering toe, verandert de morfologie van botachtig naar naaldachtig en neemt de treksterkte van de legering af. Grote vlok ijzerrijke intermetallische samengestelde deeltjes in gietstukken van een hoge ijzeren aluminiumlegering bevorderen vermoeiingsscheuren De initiatie van de legering is een van de bronnen van scheurbronnen, maar de toename van het Fe-gehalte zal de hoge temperatuur en de treksterkte op korte termijn van de legering verhogen. Nadat Sb is toegevoegd aan A356 voor wijziging, wordt de dichtheid van de legering verhoogd en heeft het modificatie-effect een langdurig effect; Zr kan effectief granen verfijnen en herkristallisatie remmen. De toevoeging van Zn-element aan een bepaalde hoeveelheid kan een eutectische groep vormen in de structuur van de gemodificeerde Al-Si-legering. Naarmate de hoeveelheid Zn toeneemt, neemt de hardheid van de legering toe en neemt de rek af. Fosforzout wordt toegevoegd aan de hypereuutectische aluminium-siliciumlegering om een A1P-heterokern te vormen, de grootte van het primaire silicium neemt af en de vorm verandert van een plaatvorm in een veelhoekige of agglomeraatvorm. De legering heeft goede mechanische eigenschappen, slijtvastheid en gieteigenschappen.