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挤压处理及热处理对LM28组织和性能的影响

来源:艾玛德国际模具网 时间:2012/8/30 11:39:09

目前,国内外广泛应用的铝硅合金是亚共晶(A1-8~10.5%Si)及共晶(A1-11~13%Si)合金,常作为中小型内燃机活塞的首选材料。而硅的质量分数大于15%的过共晶A1-Si合金尚处于开发应用阶段。国外除制作铸造活塞外,还替代灰铸铁应用于发动机的汽缸盖、油泵外壳和排气管。现代工业和科学技术的迅速发展,对铝合金材料的性能提出了更高的要求。铝合金强化以沉淀强化为重点,而强化效果的判断则以铝合金材料的强度和塑性指标为主要依据。铝合金型材挤压技术在汽车、船舶、铁路、航空、航天等工业领域以及建筑等民用领域越来越显示出其重要地位。通过挤压,可以细化合金组织,提高合金的力学性能。因此,本文讨论了热处理及挤压处理对LM28组织和性能的影响。

  实验合金的化学成分(质量分数,%)为:17.5Si,1.5Cu,1.2Mg,0.8Ni,0.2Zr,0.6Mn,0.7Fe,0.08P,0.6Na,0.6RE,余为Al。实验采用的固溶温度是(515±5)℃,固溶12h后淬入80℃水中,并于24h之内进行时效处理。实验的时效温度为175℃,时间分别为0、2、4、5、6、7、8、10、12、14和24h。实验的挤压温度350℃,模具预热温度200℃,选用挤压比为8进行挤压。在挤压机上进行0.4mm/s的低速挤压,挤压成准10mm的挤压棒。

  合金LM28变质后,进行热处理,初晶硅变化不大,但共晶硅细化明显。说明热处理能改善合金的形态,它能够部分钝化初晶硅和共晶硅,固溶温度过高和时间过长,会出现粗化现象;热处理对共晶硅的形貌的影响最大,经过组织观察发现,热处理后,针状共晶硅断裂为短杆状,之后会发生球化。这一形态的变化,会显著提高铝硅合金的性能。热挤压后LM28合金的组织和力学性能显著提高。其原因为挤压后大块的初晶硅被打碎,共晶硅也在形状上由长棒形转变为短棒和球形,组织被显著细化,由于拉伸断口的韧窝增多,抗拉强度提高,其塑性也相应提高。合金经挤压后进行热处理的性能明显提高,显微组织也更细。这是因为经过挤压,大块的初晶硅被打碎,共晶硅也变成短棒和球形,再经过热处理后共晶硅进一步被细化,提高合金的综合力学性能。

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