提高al-si类合金力学性能有哪些途径

提高al-si类合金力学性能有哪些途径

细化晶粒方面：
晶粒细化方法有多种，在铸造过程中，常用的是加细化剂和控制合适的铸造条件以达到晶粒细化的效果。Al-Si合金中经常加入的细化剂是Al-Sr变质剂和锆复合盐细化剂。
单一Al-Sr变质剂的加入，不仅改变了共晶硅的形貌，同时对合金的组织也有较明显的
细化作用。Al-Si合金熔体中加入锶，不仅改变了共晶硅的形貌, 同时也改变了枝晶α(Al) 生长行为。枝晶生长前沿的过冷度增加和溶质不断富集, 阻碍了晶体生长, 促进了更多的晶核形成, 使合金晶粒细化。锆以复合盐的形式加入熔体，反应生成ZrAl₃颗粒，表面洁净，无污染，可显著地提高细化和抗衰退能力，同时兼有辅助除气的效果。当Al-Sr变质剂和锆复合盐细化剂共同作用时，随着熔体中锆含量的增加，铸锭的晶粒度显著减小，当熔体的锆含量超过0.35%，可获得细小、分布均匀的等轴，其宏观晶粒尺寸为100～120μm。与Al-Zr中间合金相比，无论是细化效果还是抗衰退的能力都优于中间合金。

热处理工艺方面：
影响Al-Si合金强度的因素有固溶时间、时效时间、Mg含量和时效温度。具体表现为：
Mg含量及热处理工艺参数对Sr变质近共晶Al-12.35%Si合金强度影响因素的主次顺序
为：
固溶时间、时效时间、Mg含量和时效温度；影响伸长率因素的主次顺序为：
Mg含量、固溶时间、时效时间和时效温度。
固溶时间和时效时间为影响强度的显著因素, Mg含量和固溶时间为影响伸长率显著因素。近共晶Al-Si合金中因Si 量较高,组织中Si相形貌、大小和分布对合金力学性能的影响较大。合金中Si含量对时效温度的影响较敏感, 随着Si含量的增加,过时效温度逐渐降低。

铸造工艺方面：
提高Al-Si合金力学性能的途径，和其他金属材料一样，除改善合金材质本身的各种性能外，不能忽视各种铸造方法的影响。通常采用新的铸造方法改善合金性能的途径是很多的。除了加速冷却（如采用金属型、石墨型等）、超声波和电磁振动等结晶法
细化晶粒外，还可以采用压力下结晶（如高压挤压铸造-液态模锻、半液态模锻）等方法，不但能细化晶粒，还能使晶粒的位错密度加大，可以大幅度提高合金的力学性能。