高性能Al-Si-Cu-Mg铸造合金成分和热处理工艺设计

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作   者：

熊俊杰;  冯志军;  李宇飞;  李泽华;  李笑;  常博文;  王光东;  杨继伟; 

作者机构：

沈阳铸研科技有限公司;  大连华锐重工铸业有限公司;  高端装备铸造技术全国重点实验室;  东北大学材料科学与工程学院; 

关键词：

相图计算;  力学性能;  Al-Si-Cu-Mg合金;  热处理工艺; 

期刊名称：

铸造

i s s n：

1001-4977

年卷期：

2023 年 72 卷 06 期

页   码：

680-687

摘   要：

为开发新型高性能铸造合金，采用材料热力学计算合金设计方法建立了Cu、Mg元素含量与θ-Al_2Cu、Q相含量和形成温度的变化关系图、Al-9Si-2Cu-x Mg合金平衡相图及析出强化相含量随温度和时间的变化曲线，结合DSC热分析实验设计了合金成分和热处理工艺。结果表明：利用材料热力学计算合金设计方法指导设计Al-Si-Cu-Mg合金成分和热处理工艺具有准确性和高效性，提高了新合金研发效率并降低了研发成本；设计的合金成分满足关系式：9.5≤Cu+20.4Mg≤10.7，且1.5%≤Cu≤2.5%,0.35%≤Mg≤0.45%，合金热处理工艺为500℃×3 h+530℃×9 h淬火+155℃×12 h；热处理后Al-9Si-2Cu-0.4Mg合金室温力学性能平均值为R_m=401 MPa、R_(p0.2)=302 MPa,A=5.3%，力学性能参数达到高性能铸造铝合金的性能水平。