MgSi比對(duì)Al-Mg-Si合金熱裂敏感性的影響

1、Mg/Si 比對(duì) Al-Mg-Si合金熱裂敏感性的影響Al-Mg-Si 合金因具有較高的比強(qiáng)度、較低的密度、良好的成形性、優(yōu)異的耐腐蝕性、焊接性和可加工性等優(yōu)良的綜合性能, 在建筑、航空、汽車及船舶領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。目前國(guó)內(nèi)外有關(guān)Al-Mg-Si 合金的研究主要集中在顯微組織和力學(xué)性能方面 , 而對(duì)熱裂性能的研究很少。在變形鋁合金塑性成形前的鑄錠澆鑄, 以及鑄造鋁合金的液態(tài)成形, 甚至鋁合金釬料的焊縫凝固過(guò)程中, 鋁合金的熱裂敏感性均極為重要, 這是制造大規(guī)格鑄錠、復(fù)雜結(jié)構(gòu)鑄件和高質(zhì)量焊接的瓶頸。因此研究Al-Mg-Si 合金的熱裂敏感性及熱裂形成機(jī)理對(duì)于制備綜合性能優(yōu)良的Al-Mg-Si

2、合金具有重要意義。本文基于 Clyne-Davies理論模型 , 分別對(duì)不同 Mg/Si 比的 Al-xMg-1Si（ Mg/Si=1,1.4,1.73,2 ）合金和 Al-3 （Mg+Si）（Mg/Si=1,1.5,2,2.75 ）合金的熱裂敏感性進(jìn)行預(yù)測(cè)。通過(guò)“ T”型熱裂模具測(cè)試系統(tǒng)對(duì)預(yù)測(cè)結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證。結(jié)果顯示 , 預(yù)測(cè)結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果具有相同的變化趨勢(shì) , 即 Al-xMg-1Si 合金的熱裂敏感性隨著 Mg/Si 比的增大而減小 ;Al-3 （Mg+Si）合金的熱裂敏感性隨著Mg/Si 比的增大先減小后增大。本文采用雙熱電偶差熱分析法, 測(cè)試了Al-xMg-1Si 和 Al-3 （ M

3、g+Si）合金的凝固路徑、凝固過(guò)程中的特征溫度、固相分?jǐn)?shù)變化等參數(shù)。結(jié)果發(fā)現(xiàn) ,Al-xMg-1Si合金在凝固過(guò)程中 , 隨 Mg/Si 比的增大 , -Al 初生相的枝晶干涉溫度及析出溫度逐漸降低,Mg₂Si 第二相的析出量及析出溫度逐漸提高 ;Al-3 （Mg+Si）合金在凝固過(guò)程中 , 隨 Mg/Si 比的增大 , -Al 初生相的枝晶干涉溫度及析出溫度先降低后升高,Mg₂Si 第二相的析出量及析出溫度先提高后減小。為了揭示Mg/Si 比對(duì) Al-Mg-Si 合金熱裂微觀機(jī)制的影響 , 本文還基于

4、 Al-xMg-1Si和 Al-3 （Mg+Si）合金的 XRD、SEM、EDS和 DSC測(cè)試結(jié)果對(duì)合金熱裂區(qū)域的顯微組織及斷口形貌進(jìn)行分析。結(jié)果表明 , 合金熱裂是由于凝固末期固相收縮不能被晶間殘余液相填充, 或裂紋擴(kuò)展不能被有效抑制而導(dǎo)致的枝晶分離。Al-xMg-1Si 合金隨著 Mg/Si 比的增大 , 凝固末期晶界處的殘余液相增加,Mg₂Si 相析出釋放的潛熱增加并且對(duì)晶界的釘扎作用增強(qiáng), 使得合金的熱裂敏感性降低;Al-3 （Mg+Si）合金隨著 Mg/Si 比的增大 , 凝固末期晶界處的殘余液相先增加后減少 ,Mg<sub>2