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1、種鑄造及有色合金2014年第34卷第2期ZL101鋁合金底座鑄件裂紋形成機(jī)理分析杜旭初洪潤(rùn)洲樊振中陳明偉(中國(guó)航空工業(yè)集團(tuán)公司北京航空材料研究院)摘要針對(duì)zI101底座鑄件研制過(guò)程中出現(xiàn)的宏觀裂紋缺陷，借助光譜分析、OM、SEM、EDS對(duì)裂紋部位進(jìn)行了化學(xué)成分、力學(xué)性能與斷口形貌分析。宏觀裂紋區(qū)域化學(xué)成分符合HB962—2001標(biāo)準(zhǔn)；鑄態(tài)與T5熱處理態(tài)抗拉強(qiáng)度均大于150MPa，伸長(zhǎng)率不低于4％；斷口呈現(xiàn)為典型的沿晶斷裂形貌，裂紋起始于晶界處的初生與共晶Si相，并沿晶界快速延伸擴(kuò)展，T5熱處理后si粒子逐漸趨于球狀化。靜力載荷FEM數(shù)值仿真結(jié)果表明，ZI101底座鑄件中心通孔加強(qiáng)筋由i0mm減
2、至5mill后，峰值靜載應(yīng)力由206．9MPa降為91．6MPa；最大動(dòng)態(tài)位移由1．39mill降至0．61mm，宏觀裂紋數(shù)量減少，鑄件生產(chǎn)合格率得到提高。關(guān)鍵詞底座鑄件；ZI101鋁合金；裂紋；數(shù)值仿真中圖分類號(hào)TG111．91；TG146．21文獻(xiàn)標(biāo)志碼A文章編號(hào)1001—2249(2014)02—0216—06CrackFormationMechanismAnalysisofZL101AluminiumAlloyBaseCastingDuXuchu，HongRunzhou，F(xiàn)anZhenzhong，ChenMingwei(AviationIndustryCorporationofChin
3、a，BeijingInstituteofAeronauticalMaterials)Abstract：Themacro—fracturecrackdefectswhichappearedinthemanufactureprocessofZL101alumin-iumalloybasecastingwasanalyzedbychemicalcomposition，mechanicalpropertiesandtensilefracturewiththehelpofspectrumanalysis。opticalmicroscope(OM)，scanningelectronmicroscope(S
4、EM)，an—ergydispersivespectrometer(EDS)andmechanicalpropertytesting．ThechemicalcompositionnearbymacrofracturecrackisinlinewithHB962—2001standards，andboththetensilestrengthundercastingandT5heattreatmentstatearemorethan150MPawithelongationmorethan4％．Inaddition，tensilefractureischaracterizedbythetypical
5、intergranularfracturemorphology，wherecrackisgeneratedinthegrainboundryamongtheprimaryandeutecticsiliconparticles，thenpropagatedalongthegrainboundryrapidly．SiliconparticlesaregraduallyspheroidizedafterT5heattreatment．TheFEMnumeri—calsimulationanalysisofstaticforceloadshowsthatthepeakstaticloadingstre
6、ssisdecreasedfrom206．9MPato91．6MPa。andthedynamicdisplacementisreducedfrom1．39mmto0．61mmwhenan—hancedribisreducedfromlOmmto5mm，decreasingthemacro—defectsandimprovingthequalityofthealuminumalloybase．KeyWords：BaseCasting，ZL101AluminiumAlloy，Crack，NumericalSimulationZLIO1合金為可熱處理強(qiáng)化的A1一Si—Mg系鑄造鋁鋁合金底座類鑄件同樣
7、易于在厚大部位處產(chǎn)生裂紋缺合金，具有較好的充型流動(dòng)性與力學(xué)性能，即高的流動(dòng)陷，降低了鑄件的合格率。本課題以ZLIOI鋁合金底性、氣密性和低的熱裂傾向，還具有良好的耐腐蝕性能座鑄件為研究對(duì)象，通過(guò)化學(xué)成分分析、力學(xué)性能測(cè)試、和焊接性能，是一種應(yīng)用廣泛的鑄造鋁合金，適用于砂金相組織觀察并結(jié)合EDS能譜，分析了其裂紋形成機(jī)型、金屬型、熔模殼型和石膏型等制造形狀結(jié)構(gòu)復(fù)雜、壁理，初步探討了鑄件結(jié)構(gòu)對(duì)凝固裂紋
