凝固条件与Cu元素对A357合金筒形件组织及力学性能影响

作     者：周楠 

作者单位：哈尔滨工业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：朱兆军

授予年度：2013年

学科分类：080503[工学-材料加工工程] 08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0802[工学-机械工程] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

主      题：A357合金 筒形铸件 壁厚 冷铁 位置关系 Cu元素 力学性能 

摘      要：本文采用低压铸造的方法浇注A357合金筒形铸件，在此基础上研究不同凝固条件、Cu元素对筒形铸件组织及力学性能的影响。 研究了不同壁厚对A357合金筒形铸件的组织与力学性能的影响。在铸态下，壁厚越大的铸件其二次枝晶间距越大、共晶Si的分布越不均匀，共晶Si的纵横比越大。壁厚越大，铸件的变质效果越差。在筒形铸件中二次枝晶间距对铸件的抗拉强度影响很大，共晶Si的圆度对铸件的塑性影响较大，使壁厚大的铸件抗拉强度与延伸率急剧下降，尤其是延伸率下降幅度大。砂型铸造20mm厚铸件铸态抗拉强度为143MPa，而砂型铸造10mm厚铸件抗拉强度为173MPa，延伸率由3%提高到7%。T6热处理后，壁厚越大的铸件，共晶Si的球化效果越差。经过T6处理后砂型铸造20mm厚铸件抗拉强度为243MPa，10mm厚铸件抗拉强度达到283MPa，提高了约25%。 研究了冷铁对A357合金筒形铸件的组织与力学性能的影响，采用施加冷铁的方法提高铸件的凝固速度，在其他条件相同的前提下，施加冷铁固溶后共晶Si的球化程度与成分的均匀化程度大幅度提高。在铸态时20mm施加冷铁抗拉强度为176MPa而20mm砂型冷却抗拉强度为143MPa，延伸率由9%下降到3%。经过T6热处理后20mm施加冷铁抗拉强度为316MPa而20mm砂型冷却抗拉强度为243MPa，延伸率由8.9%下降到3.2%。热处理后可显著提高A357筒形铸件的力学性能。、在低压铸造筒形件中，有着明显的位置关系，在冷却速度较快的铸件中，近浇口处力学性能高于远浇口处;在冷却速度较慢的铸件中，远浇口处的力学性能低于近浇口处力学性能。 微量的Cu元素对A357合金力学性能有着一定的影响，在铸态下微量的Cu元素可略微提高铸件的抗拉强度与延伸率，对延伸率的影响较大，筒形铸件T6处理后抗拉强度有着明显的提高。