A357铸造铝合金拉伸性能研究.pdf

2010年2月
沈阳航空工业学院学报
Feb.2010
第27卷第1期
Journal of Shenyang Institute of Aeronautical Engineering
Vol 27 No
文章编号:1007-1385(2010)01-0005-03
A357铸造铝合金拉伸性能研究
解传浩陈振中
(沈阳航空工业学院航空宇航工程学院,辽宁沈阳110136
摘要:研究了A357铸造铝合金经T5/T6热处理后在室温条件下的拉伸性能。实验结果表明:
在室温条件下,A357-当5铸造铝合金的力学性能略好于A357-%铸造铝合金。A357恃造铝合
金的力学性能明显优于A356铸造铝合金。拉伸断口分布铸造缺陷、初窝及二次裂纹。
关键词:A357铸造铝合金;拉伸;力学性能;断口
中图分类号:V257
文献标识码:A
铝硅系铸造铝合金铸造流动性好、气密性好、
图1为A357-6铸造铝合金微观组织照
收缩率小和热裂倾向小等特点,经过变质和热处片,因考虑到热处理对A357铸造铝合金的组织
理后,具有良好的力学性能、物理性能、耐腐蚀性成份影响不大,在这里仅列出A357铸造铝合金
能和较好的机械加工性能,在汽车和航空工业上经6热处理后的金像组织照片。从合金的金相
得到了日益广泛的应用]。主要合金牌号有图中不难发现白色的a-I基体占据了绝大部
A356、A357两种,可广泛应用于飞机、轮船及汽分,不规则硅晶体呈块状或针状分布于a-Al基
车上的某些高要求的复杂铸件。通常该合金的抗体上,其余颜色比较深的点状物为纤维针孔,其代
拉强度只能达到320Nmm、伸长率大于5%り,表了含量比较少的元素。在图中可以看见灰色条
很多人希望通过改变合金的元素成分、铸造方式、片状的共晶硅和块状的初晶硅。块状的初晶硅的
热处理方式等途径同时提高它的抗拉强度与伸长增多,影响了基体的连续性,降低了抗拉强度和延
率,选择适当的工艺参数可使合金性能得到有效伸率,增加了铸件的脆性。
的提高-?。对于A356铸造铝合金在室温下的
静忞或准静态下力学性能及其疲劳性能得到了广
泛研究,对于A357铸造铝合金在室温环境下性
能的研究相对较少リ,针对A357铸造铝合金,
研究了在室温条件下经不同热处理时试件拉伸性
能的差别。
1试验方法
1.1材料及热处理条件
试验用材料为铸造铝合金A357,通过细砂浇
注成型,由沈阳铸造研究所提供,其化学成分如表
1所示,微观组织图见图1。
图1A357-T6铸铝合金的金相组织图
表1A357铸铝合金的化学成分(质量分数m/m%)
坯料采用热处理方法如表2所示:
表2A357铸铝合金的热处理方法
材料
Al
热处理固溶处理
时效处理
A357
7.25
0.560.0670.11 balance
T5535土5℃
室温不少于8h
10-14小时
再160生5℃4-8h
室温不少于8
收稿日期:2009-10-19
6-12小时
再1805℃3-8h
作者简介:解传浩(985-),男,山东菜芜人,在读土,主要研究方1.2试样制备及实验条件
向:结构疲劳断裂与可靠性分析,E-mail;hiy517781@126.com;陈
振中(1963-),男,辽宁沈阳人,教授,主要研究方向:结构疲劳断
按照国标将拉伸试件加工成标准圆棒试件,
裂与可算性分析,E-ml;zhenzhong_chen@hotmail.come
拉伸试件试验段长度为40mm,直径8mm;试件夹
万方数据
沈阳航空工业学院学报
第27卷
表3为A357铸造铝合金的拉伸力学性能,
(E-90.03A-BI
结果表明,在室温条件下A357-5铸造铝合金
0.S
的抗拉强度、屈服强度及延伸率均比A357-16
铸造铝合金有略微提升,提升比分别为:2.93%、
1.47%、22.2%。总体来说,对于经T5/T6两种热
处理的A357铸造铝合金,室温时T5试件力学性
能较6试件有所提升,对比经6热处理条件下
2拉伸试件
的A357、A356铸造铝合金在室温时力学性能,可
持端采用M16螺纹。其它相关尺寸采用同标尺以看出A357铸造铝合金的抗拉强度、屈服强度
寸,具体标准见图2。试验前对试件实验段部分及延伸率较A356铸造铝合金分别提升18.0%、
用秒纸消除表面刘痕。拉伸试验40KN伺服试验15.7%、28.64
15.7%、28.6%,说明A357铸造铝合金力学性能
机上完成。试验环境为室温,使用扫描电镜明显好于A356铸造铝合金。
(SEM)对拉伸断口进行分析。
表3A357铸造铝合金材料力学性能
2试验结果及讨论
抗拉强度σ。屈服强度o2延伸率8
( Mpa)
2.1拉伸试验
A357-16
9
拉伸试验在常温条件下MTS810材料实验机
A356-16
289
上完成,试件经T5/1%热处理,每种热处理采用32.3拉伸断口分析
个试件进行试验取中间值,得出的应力应变曲线
如图3所示,图中横坐标表示应变,纵坐标表示应
力、单位MPa:通过观察曲线趋势发现断裂前没有
征兆,断裂现象在瞬间发生。
yーー,,rr
250
200
150
30)
(a)(c)为5断口照片(b)(d)为%断口照片
日4A357室温拉伸断口
50
图4为A357铸造铝合金经T5/6热处理条
件下拉伸断口的对照图,图4(a)、(c)为T5断口,
图4(b)、(d)为6断口。总体上看,热处理对
10
金断口形貌没有较大影响。从宏观断口图4(a)、
(b)来看,断裂分三个区域,纤维区,放射区,和剪
(a)5合金o-8曲线(b)6合金o-8曲线
切唇区,裂纹源在试件断口的外边缘。从图4
图3A357铸铝合金拉伸试样应力ー应变曲线
(c)、(d)图可以看到,经T6热处理的拉伸断口上
2.2材料力学性能
初窝尺寸较大,而5热处理拉伸断口上韧窝尺寸
万方数据