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《鑄造a356鋁合金的拉伸性能及其斷口分析》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、摘要：研究了鑄造A356-T6鋁合金板不同位置處的拉伸性能。采用掃描電子顯微鏡和光學(xué)顯微鏡對(duì)拉伸斷口及斷口縱剖面的組織形貌進(jìn)行了觀察分析。試驗(yàn)結(jié)果表明，鑄造A356一T6鋁合金的拉伸屈服強(qiáng)度隨離澆道口平面距離的增加而減小，斷裂強(qiáng)度則是先減小然后再增大，而延伸率隨高度變化不明顯。鑄造A356-T6鋁合金的平均屈服強(qiáng)度、斷裂強(qiáng)度、延伸率和斷面收縮率分別為2l6．64MPa，224MPa，1．086％和0．194％。斷口分析表明拉伸斷口的表面分布著雜質(zhì)、孔洞、鑄造縮孔和氧化膜等缺陷，斷口表面也存在開裂的由碳、氧、鐵、鎂、鋁和硅元素形成的復(fù)合粒子。鑄
2、造A356-T6鋁合金在拉伸過程中，裂紋萌生于共晶硅粒子與基體結(jié)合處，并沿枝晶胞之間的共晶區(qū)域進(jìn)行擴(kuò)展，當(dāng)前進(jìn)的裂紋遇到取向不一致的共晶硅粒子時(shí)，裂紋將截?cái)喙簿Ч枇Ｗ?。鑄造A356-T6鋁合金拉伸斷裂方式為沿胞(即穿晶)斷裂的準(zhǔn)解理斷?！ ￡P(guān)鍵詞：鑄造A356鋁合金：A1-7％Si-0．4Mg；拉伸性能；斷裂機(jī)制：斷口形貌 1前言 鑄造鋁合金由于具有優(yōu)異的鑄造性能，良好的耐腐蝕性，高的強(qiáng)重比和鑄件制造成本低，能夠近終成型等特點(diǎn)，在汽車和航空工業(yè)上得到了日益廣泛的應(yīng)用[1-4]，其中A1．Si7．Mg(A356)鑄造鋁合金通常用來制備汽車氣
3、缸蓋及發(fā)動(dòng)機(jī)滑塊構(gòu)件[5]。鑄造鋁合金構(gòu)件的主要問題是存在孔隙、氧化物和非金屬夾雜物等缺陷[4]，這些缺陷強(qiáng)烈影響構(gòu)件的服役性能。鑄造A356鋁合金的力學(xué)性能取決于構(gòu)件中相的特性及其分布，缺陷的性質(zhì)、數(shù)量和尺寸。盡管鑄造A356鋁合金的力學(xué)性能及其疲勞性能得到了廣泛的研究[4-9]，但仍然有一些問題有待于進(jìn)一步研究予以澄清，比如，鑄造鋁合金在拉伸過程中裂紋的萌生及其擴(kuò)展的定量分析有待進(jìn)一步的建立。在疲勞載荷加載中，短裂紋擴(kuò)展行為取決于應(yīng)力狀態(tài)和組織結(jié)構(gòu)特征，比如，硅粒子和α-Al形態(tài)、分布及其大小，缺陷的性質(zhì)、分布、數(shù)量及其大小。因此，充分研
4、究鑄造鋁合金的拉伸性能及其微觀組織特征是定量分析和描述短裂紋擴(kuò)展的前提，為定量模擬和建立疲勞短裂紋行為提供基本的信息，也為鑄造A356鋁合金的工程應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。沒有經(jīng)過Sr改性和熱等靜壓處理的鑄造A356合金，其具有優(yōu)異的加工性能和制備成本低等特點(diǎn)，但關(guān)于其拉伸性能，疲勞特征及其機(jī)制研究較少。因此，研究該類合金的力學(xué)性能及其疲勞機(jī)制在工業(yè)生產(chǎn)上具有重要的意義。本試驗(yàn)主要研究鑄造A356(A1．Si7．Mg)的拉伸性能和分析拉伸斷口及其斷口縱剖面的微觀組織特征?！ ?試驗(yàn) 2．1合金及熱處理?xiàng)l件 試驗(yàn)用鑄造A356鋁合金板通過細(xì)砂澆注成型，
5、澆注溫度為700℃；鑄造前，在680℃對(duì)熔化金屬液脫氣30min，并按T6熱處理工藝對(duì)合金板進(jìn)行熱處理，其合金板的化學(xué)成分如表1所示。 表1鑄造A356鋁合金的化學(xué)成分(％) Table1ThechemicalcompositionofcastA356aluminiumalloyElementsSiMgFeTiA11otherelementAl?Content7．040．390．10．15<0．05Balance2．2試樣制備 按照?qǐng)D1的取樣方位將鑄造A356一T6鋁合金板制成拉伸毛坯，并按照GB／T228—2002標(biāo)準(zhǔn)將其加工成拉伸試
6、樣。在室溫條件下進(jìn)行拉伸試驗(yàn)，加載速率為0.008S-1，利用引伸計(jì)測(cè)定拉伸試樣的屈服強(qiáng)度、斷裂強(qiáng)度、延伸率。利用JEM．6400掃描電子顯微鏡來觀察拉伸試樣的斷口形貌。將拉伸斷口用環(huán)氧樹脂保護(hù)，并利用線切割將斷口沿拉伸軸向方向縱剖，將剖面先在不同粗細(xì)的金相砂紙上磨制，然后用2．5μm的金相液進(jìn)行拋光，采用0．5％氫氟酸水溶液進(jìn)行組織腐蝕，最后置于MeF3型光學(xué)顯微鏡下觀察斷口縱剖面的組織形貌。圖1拉伸試樣在鑄造A356．T6鋁合金板中取樣位置圖 3試驗(yàn)結(jié)果及討論 3．1A356．T6鋁合金的力學(xué)性能 在室溫條件下對(duì)鑄造A356．T6鋁
7、合金進(jìn)行拉伸試驗(yàn)，所測(cè)得的試驗(yàn)結(jié)果列于表2中。拉伸強(qiáng)度及其延伸率隨鑄造位置的變化趨勢(shì)如圖2所示，在繪制圖2時(shí)，將同一水平面上的兩根試樣的拉伸值進(jìn)行平均，并以澆道口所在的平面為零平面繪制拉伸性能隨高度變化趨勢(shì)。圖2鑄造A356．T6鋁合金的拉伸性能隨鑄造高度變化趨勢(shì) 從表2中可以得出鑄造A356-T6鋁合金的平均屈服強(qiáng)度、斷裂強(qiáng)度、延伸率和斷面收縮率分別為216．64MPa，224MPa，1．086％和0．194％，經(jīng)計(jì)算，相應(yīng)值的標(biāo)準(zhǔn)差(StandardDeviation)分別為3．584MPa，10．884MPa，0．146％，0．043
8、％，相應(yīng)的平均值標(biāo)準(zhǔn)誤差(StandardErroroftheMean)分別為1．267MPa，3．628MPa，0．049％，0．O14％，因此測(cè)得的平均值是可信
