随着科技的进步和工业生产的发展,尤其是航空航天事业发展的需要,对优质铸件的需求越来越多。优质铸件对合金材料也提出了更高的要求,不仅要求材料具有较高的强度,而且要求具有较好的伸长率,以及优良的铸造性、可焊性。为了改善Al-Si-Mg铸造铝合金凝固组织中α-Al枝晶相和共晶Si的形貌,为此,需要通过各种方法来提高合金的力学性能。Sr变质处理是常用的、最有效的方法之一。20世纪80年代初,美国和日本等国学者研究认为,Sr是铝合金最理想的变质剂,长效、不污染环境,操作方便。但在实际工程应用中,会遇到Sr过变质的问题,Sr过变质对Al-Si-Mg合金性能、组织的影响,及如何消除这些影响等方面的研究目前还较少,本文拟就ZL114A中Sr过变质问题进行较深入的研究。
实验用Al-Si-Mg铸造铝合金成分是在ZL114A的基础上通过适当改变微合金成分而来。往熔炼炉中加入适量的铝锭,加热使之完全融化并在700~800℃下保温;为防止熔体吸入过多的空气,熔化过程应尽可能在短时间内和封闭环境内完成。再按配方比例先后加入Al-Si、Mg、Al-Ti、Al-Be、Al-Sr中间合金或者混合金属添加剂(包括盐类化合物),搅拌均匀,然后对上述合金熔体进行炉内精炼,之后打渣、静置、调温至630~850℃,合金液倾倒出炉,在线除气、除渣处理。浇铸标准试样10个。对铸造试样进行固溶(530℃/12h)和时效(120℃/2h+170℃/2h)处理。
适当的Sr变质处理,使得新型铸造Al-Si-Mg合金获得较好的微观组织结构,其力学性能也较好。过量的Sr变质处理,使得试样微观组织结构恶化,出现较多的大块状三元共晶偏聚组织,割裂基体,同时晶间腐蚀严重,使得试样的力学性能显著下降。对过量Sr变质处理的试样进行重熔处理,能在一定程度上改善试样的微观组织结构,细化块状偏聚的三元共晶组织,降低晶间腐蚀程度,但不能从根本上减少三元共晶组织较多及偏聚的状况,只能在一定程度上改善试样的力学性能。