时效处理对AlSi9Cu3压铸铝合金组织和力学性能的影响

doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2022.04.008

金属热处理 ›› 2022, Vol. 47 ›› Issue (4): 53-56.DOI: 10.13251/j.issn.0254-6051.2022.04.008

时效处理对AlSi9Cu3压铸铝合金组织和力学性能的影响

陈东俊, 李广阳, 刘刚

德纳(无锡)技术有限公司, 江苏无锡 214112

收稿日期:2021-12-17 修回日期:2022-01-13 出版日期:2022-04-25 发布日期:2022-05-19
作者简介:陈东俊(1990—),男,工程师,硕士,主要研究方向为铸造技术和金属材料失效分析,E-mail:Damon9097@163.com

Effect of aging treatment on microstructure and mechanical properties of AlSi9Cu3 HPDC aluminum alloy

Chen Dongjun, Li Guangyang, Liu Gang

Dana (Wuxi) Technology Co., Ltd., Wuxi Jiangsu 214112, China

Received:2021-12-17 Revised:2022-01-13 Online:2022-04-25 Published:2022-05-19

摘要/Abstract

摘要： 通过拉伸试验、光学显微镜、扫描电镜及能谱仪等分析手段研究了T5时效处理(160 ℃×6 h)后AlSi9Cu3高压铸造(HPDC)铝合金的显微组织、力学性能和拉伸断口形貌。结果表明,AlSi9Cu3高压铸造铝合金试样经过时效处理后,显微组织主要为等轴晶状的初生α-Al、共晶Si相以及析出θ-Al₂Cu相和α-Fe相。析出的平衡相θ-Al₂Cu弥散分布在晶界上,提高了AlSi9Cu3压铸铝合金的强度和硬度。时效处理后,AlSi9Cu3压铸铝合金的抗拉强度、屈服强度、伸长率和硬度分别为375 MPa、258 MPa、4.0%和94 HBW。同时在AlSi9Cu3压铸铝合金的拉伸断口观察到了准解理和少量沿晶断裂特征。

关键词: AlSi9Cu3压铸铝合金, 时效处理, 微观组织, 拉伸性能, 断口形貌

Abstract: Effect of aging treatment (T5 treatment, 160 ℃ for 6 h) on microstructure, mechanical properties and tensile fracture morphology of AlSi9Cu3 HPDC aluminum alloy was studied by means of tensile test, optical microscope (OM), scanning electric microscope (SEM) and energy disperse spectroscopy (EDS) analysis. The results indicate that microstructure of the aged AlSi9Cu3 HPDC alloy is composed of equiaxed primary α-Al, eutectic Si and precipitated phase of θ-Al₂Cu and α-Fe. The precipitated phase θ-Al₂Cu is observed on the grain boundary, which results in significant increase of tensile strength and hardness of the AlSi9Cu3 alloy. After aging, the tensile strength, yield strength, elongation and hardness of the AlSi9Cu3 alloy can reach 375 MPa, 258 MPa, 4.0% and 94 HBW, respectively. Meanwhile, the quasi cleavage fracture and a small amount of intergranular fracture are observed at tensile fracture of the AlSi9Cu3 alloy.

Key words: AlSi9Cu3 HPDC aluminum alloy, aging, microstructure, tensile properties, fracture morphology

中图分类号:

陈东俊, 李广阳, 刘刚. 时效处理对AlSi9Cu3压铸铝合金组织和力学性能的影响[J]. 金属热处理, 2022, 47(4): 53-56.

Chen Dongjun, Li Guangyang, Liu Gang. Effect of aging treatment on microstructure and mechanical properties of AlSi9Cu3 HPDC aluminum alloy[J]. Heat Treatment of Metals, 2022, 47(4): 53-56.

参考文献

[1]李平, 王祝堂. 汽车压铸及铸造铝合金[J]. 轻合金加工技术, 2011, 39(12): 1-19.
Li Ping, Wang Zhutang. Die casting and casting aluminum alloys for automobile[J]. Light Alloy Fabrication Technology, 2011, 39(12): 1-19.
[2]明君剑. 汽车轻量化材料及制造工艺研究现状[J]. 现代制造技术与装备, 2020, 56(10): 146-147.
Ming Junjian. Research status of automobile lightweight materials and manufacturing technology[J]. Modern Manufacturing Technology and Equipment, 2020, 56(10): 146-147.
[3]宗福春, 葛素静, 钱伟涛, 等. 合金元素和浇注温度对AlSi9Cu3铝合金收缩率和流动性的影响[J]. 热加工工艺, 2021, 50(15): 45-47.
Zong Fuchun, Ge Sujing, Qian Weitao, et al. Effect of alloy elements and pouring temperature on shrinkage and fluidity of AlSi9Cu3 aluminum alloy[J]. Hot Working Technology, 2021, 50(15): 45-47.
[4]樊振中, 袁文全, 王端志, 等. 压铸铝合金研究现状与未来发展趋势[J]. 铸造, 2020, 69(2): 159-166.
Fan Zhenzhong, Yuan Wenquan, Wang Duanzhi, et al. Research status and future development trend of die casting aluminum alloys[J]. Foundry, 2020, 69(2): 159-166.
[5]王春涛, 姚杰. 压铸铝合金的研究进展[J]. 模具工业, 2019, 45(8): 1-5.
Wang Chuntao, Yao Jie. Research progress of die casting aluminum alloy[J]. Die and Mould Industry, 2019, 45(8): 1-5.
[6]刘斌, 何国求, 樊康乐, 等. 铸造铝合金AlSi9Cu3低周疲劳行为[J]. 功能材料, 2014, 45(4): 4047-4051.
Liu Bin, He Guoqiu, Fan Kangle, et al. Low-cycle fatigue behavior of cast AlSi9Cu3 aluminum alloy[J]. Journal of Functional Materials, 2014, 45(4): 4047-4051.
[7]刘祥, 任飞, 胡文平, 等. AlSi9Cu3铝合金变速箱外壳高压铸造模拟分析[J]. 铸造技术, 2018, 39(6): 1243-1247.
Liu Xiang, Ren Fei, Hu Wenping, et al. Simulation and analysis of AlSi9Cu3 aluminum alloy gearbox shell in high pressure die casting[J]. Foundry Technology, 2018, 39(6): 1243-1247.
[8]Cecchel S, Panvini A, Cornacchia G. Low solution temperature heat treatment of AlSi₉Cu₃(Fe) high-pressure die-casting actual automotive components[J]. Journal of Materials Engineering and Performance, 2018, 27(8): 3791-3802.
[9]Pabel T, Geier G F, Rockenschaub H, et al. Improved mechanical properties of the high pressure die casting alloy AlSi9Cu3(Fe)(Zn) as a result of the combination of natural and artificial ageing[J]. International Journal of Materials Research, 2007, 98(6): 516-520.
[10]Sjölander E, Seifeddine S. Artificial ageing of Al-Si-Cu-Mg casting alloys[J]. Materials Science and Engineering: A, 2011, 528(24): 7402-7409.
[11]Sjölander E, Seifeddine S. The heat treatment of Al-Si-Cu-Mg casting alloys[J]. Journal of Materials Processing Technology, 2010, 210(10): 1249-1259.
[12]吴锵, 刘瑛, 丁锡锋. 材料科学基础[M]. 北京: 国防工业出版社, 2012.
[13]Brodarac Z Z, Dolić N, Unkić F. Influence of copper content on microstructure development of AlSi9Cu3 alloy[J]. Journal of Mining and Metallurgy B: Metallurgy, 2014, 50(1): 53-60.
[14]Sanna F, Fabrizi A, Ferraro S, et al. Multiscale characterisation of AlSi9Cu3(Fe) die casting alloys after Cu, Mg, Zn and Sr addition[J]. La Metallurgia Italiana, 2013, 105(4): 13-24.
[15]Reyes A E S, Guerrero G A, Ortiz G R, et al. Microstructural, microcratch and nanohardness mechanical characterization of secondary commercial HPDC AlSi9Cu3-type alloy[J]. Journal of Materials Research and Technology, 2020, 9(4): 8266-8282.

时效处理对AlSi9Cu3压铸铝合金组织和力学性能的影响

Effect of aging treatment on microstructure and mechanical properties of AlSi9Cu3 HPDC aluminum alloy

PDF

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

参考文献

相关文章 15

编辑推荐

Metrics

本文评价

[1]	王玉岱, 刘洋, 朱言言, 田象军, 程序, 冉先喆, 钱婷婷. 热处理对复合制造AerMet100超高强度钢组织均匀性与拉伸性能的影响[J]. 金属热处理, 2022, 47(4): 1-9.
[2]	陈保安, 张静媛, 祝志祥, 韩钰, 潘学东, 张磊, 陈素红. 化学成分对高强Al-Mg-Si合金组织和性能的影响[J]. 金属热处理, 2022, 47(4): 30-38.
[3]	陈思君, 陈送义, 陈庚, 袁丁玲, 陈康华. Mg含量对2A14铝合金组织和力学性能的影响[J]. 金属热处理, 2022, 47(4): 86-92.
[4]	李立, 曾艳, 吴晓春. 4Cr5Mo2VCo钢的热处理工艺优化[J]. 金属热处理, 2022, 47(4): 133-140.
[5]	张骥俊, 邢彦锋, 曹菊勇. 超声振动对CMT电弧增材制造铝合金组织与性能的影响[J]. 金属热处理, 2022, 47(4): 159-164.
[6]	胡静, 陶科, 杨庆松, 李刚, 张德汉. 机械抛光后的时效工艺对0Cr25Al5电热合金拉拔性能的影响[J]. 金属热处理, 2022, 47(4): 171-177.
[7]	杨春苗, 王珊, 王淑慧, 李延珍, 刘文文. RRA过程中预时效时间对7A85铝合金组织性能的影响[J]. 金属热处理, 2022, 47(3): 44-47.
[8]	陈善勇, 王快社, 乔柯, 王文. 碱热处理对搅拌摩擦加工AZ31镁合金耐腐蚀性能的影响[J]. 金属热处理, 2022, 47(3): 61-66.
[9]	梅金娜, 姜凤阳, 卫娜, 刘浪浪, 思芳, 刘松涛, 王俊勃, 刘江南. 轧制变形对高熵合金微观组织和力学性能的影响[J]. 金属热处理, 2022, 47(3): 67-71.
[10]	王方军, 刘应龙, 时瑶, 万红, 刘斌斌. 等温退火处理对Inconel 625合金箔材组织和性能的影响[J]. 金属热处理, 2022, 47(3): 77-81.
[11]	叶拓, 唐明, 刘吉兆, 刘伟, 吴远志, 刘巍, 徐文. 固溶温度对7075铝合金板材组织与力学性能的影响[J]. 金属热处理, 2022, 47(3): 119-123.
[12]	叶拓, 何玉兵, 何文鹏, 刘巍, 袁浩登, 吴远志, 刘伟, 刘吉兆. 轧制态6082-T6铝合金的热压缩力学行为及微观组织分析[J]. 金属热处理, 2022, 47(2): 26-30.
[13]	闵旭东, 黄元春, 肖政兵, 刘宇, 任贤魏, 邹倜. 预处理对汽车用Al-Mg-Si合金组织和晶间腐蚀行为的影响[J]. 金属热处理, 2022, 47(2): 78-85.
[14]	刘跃, 韩顺, 厉勇, 王春旭, 严晓红, 李建新. 淬火温度对GE1014超高强度钢组织及性能的影响[J]. 金属热处理, 2022, 47(2): 125-129.
[15]	董瑞, 陈林, 岑耀东, 包喜荣. 不同热处理条件下贝氏体钢的微观组织和疲劳裂纹扩展[J]. 金属热处理, 2022, 47(2): 153-158.