熔炼综合实验报告

1、综合实验论文高强韧铝硅合金组织性能的研究（抗拉强度350MPA） 【摘要】：汽车、航空两大领域中零件轻量化的需求促进了高强韧铝合金的研究。高强韧铸造铝合金材料近年来的研究进展。依据金属强化理论，提出了获得高强韧铸造铝合金材料的途径，并指出了进一步研究的方向。 【关键词】：铝硅合金 高强韧材料 晶粒细化 变质处理 人工时效目 录1 前 言.11.1课题研究目的和意义 .11.2课题的研究内容.22 试验方案及研究方法.32.1铝合金的强化.32.1.1固溶强化 .32.1.2沉淀强化 32.1.3组织细化强化 .42.2合金元素的作用 . .42.3合金的熔炼 .63 合金成分设计与细化的研究

2、.73.1合金的成分设计.73.2合金的晶粒细化研究 .83.2.1盐类细化剂 .93.2.2 Al-Ti中间合金.93.2.3 Al-Ti-B中间合金.103.2. 4新型中间合金细化剂.103. 3 减少合金中的有害杂质.113. 4合金化.123. 5热处理工艺.124 合金试样的制备 .144.1合金的铸造阶段 .144.1.1熔炼用辅助材料.144.1. 2熔炼用材计算.154.2合金的热处理段 .164.2.1热处理工艺的分类及状态 .164.2.2热处理用设备及工艺 .195  实验结果与论.205.1合金的拉伸试验.5

3、.2合金的金相显微结构 .6 结论参考文献致 谢.1 前 言1.1课题研究目的和意义从20世纪强韧铝合金用于铸造工业以来，合金的成分有了很大的发展，合金的品种越来越丰富。早期使用的铸造铝台金含3Zn和3Cu。这种合金在第一次世界大战前后用量很大，后来由于金屑型铸造的发展而被铝铜合金取代。同时，铝硅台金开始得到应用铝镁合金也随之推出。 随着金屑型铸造和压铸工艺的发展，铝硅合金得到广泛应用。近年来，在铸造领域应用的铝合金，除了铝硅系列合金之外，还有铝锅系列、铝镁系列、铝锌系列和其他系列的铝合金。在这些系列的合金中，除了少数的二元合金外，大多数都是添加多种合金元素的多元合金。Al-Si合金是铸造铝合

4、金中品种最多,用途最广的一类合金。在这类合金中Si是主要合金化元素,Si改善合金的流动性,降低热裂倾向,减少疏松,提高气密性。按合金中Si含量的多少,该系合金可分为亚共晶铝硅合金、共晶铝硅合金和过共晶铝硅合金。随着硅量的增加,结晶温度区间变小,共晶体增加,流动性随之提高,虽然铸造性能获得改善,但组织中出现针状或片状的共晶Si,甚至出现粗大的多角 形块状或板状初晶Si,严重地割裂了Al基体;在Si相的尖端和棱角处引起应力集中,容易沿晶粒边界处或板状Si本身开裂而形成裂纹,使合金变脆,力学性能特别是伸长率显著降低,切削加工性能也变 差1-3。硅的收缩率很小,合金的线收缩率也随之 降低,热裂倾向相应

5、减少;硅的结晶潜热大,直至20%Si处,流动性仍比共晶成分的合金高,含16% 18%Si处有流动性峰值。随硅量增加,铝硅二元合金的磨损量、腐蚀量、线膨胀系数、密度、电导率均直线下降。1.2课题的研究内容为了让铝硅合金的抗拉强度要达到 350MPA本实验通过加入合金元素和一定的热处理方法获得高强韧铝硅合金，加入合金元素的种类和含量通过查阅相关资料获得；另外，热处理的目的是增强强度和塑性。实验最终结果是获得要求抗拉强度的试棒，并且得到相应的晶相照片，铸件的外部力学性能是由于内部组组织决定的。2 试验方案及研究方法2.1铝合金的强化：固态铝无同素异构转变，因此不能像钢一样借助于热处理相变强化。合金元

6、素对铝的强化作用主要表现为固溶强化、沉淀强化、和细化组织强化。2.1.1固溶强化 合金元素加入纯铝之后，形成铝基固溶体，导致晶格发生畸变，增加了位错运动的阻力，由此提高了铝的强度。合金元素的固溶强化效果同本身的性质和固溶度有关。其中Zn、Mg、Ag的溶解度较大，超过10；其次是Cu、Li、Mg、Si等，溶解度大于1。通常，对同一元素而言，在铝中的固溶度越高，获得的固溶强化效果就高。2.1.2 沉淀强化单纯的固溶强化效果毕竟是有限的，因此铝合金想要获得较高的强度，还得配合其他强化手段，沉淀强化便是其中的主要方法。这种通过热处理实现的强化方式也称时效强化。利用合金元素在铝中具有较大的固溶度，且固溶

7、度随温度的降低而急剧减小的特点，将铝合金加热到某一温度后急冷，得到过饱和固溶体，再将这种过饱和铝基固溶体放置在室温或加热到某一温度，基体中可沉淀出弥散强化相，使铝合金强度和硬度随时间延长而增高。时效过程中，铝合金轻度和硬度增加的沉淀强化效果与许多因素有关，其中最重要的是强化相的结构和特征，因此要求合金元素在铝中要不仅应有较高的极限溶解度和明显的温度关系，而且在沉淀过程中还能形成均匀、弥散的共格或半共格过渡强化相，这类强化相在基体中可造成较强烈的应变场，增加对位错运动的阻力。Cu、Li、Mg、Si、Zn等主要添加元素在铝中均有较高的极限溶解度，并随温度的下降而急剧减小，但除铜外，就他们与铝的二元

8、合金而言，沉淀相的强化作用不够明显。这是由于它们与铝形成的沉淀强化相或因共格界面错配度低而是相应的应变场减弱。因此通常在二元铝合金中加入第三或第四合金组元，构成复杂合金系，如Al-Cu-Mg，Al-Mg-Si，Al-Si-Cu-Mg等，形成新的沉淀强化相。2.1.3组织细化强化 在铝合金中加入微量合金元素细化组织可提高合金机械性能。在铝合金中加入少量的磷可起到细化晶粒的作用。2.2合金元素的作用 加入到铝中的合金元素因本身的性质及在铝中固溶度的差别，产生的强化作用各不相同。 铜：铜在铝中不仅可通过固溶强化和沉淀强化强烈提高合金的室温强度，而且可增强铝铜合金的耐热性，因此铜是高强铝合金及耐热铝合

9、金的主要合金元素。铜在铝铜合金中形成的亚稳平衡相和平衡相是铝合金中重要的沉淀强化相。 镁：镁在铝中的固溶强化效果较好，可提高铝的强度，同时还可降低铝的密度。低镁铝合金在加工和热处理后易保持单相固溶体组织，故沉淀强化效果不大，但韧性和疲劳强度较高，且具有良好的抗蚀性，可作为抗腐蚀合金使用。当镁的质量分数超过8时，铝镁合金才呈现沉淀强化的效果，但合金的塑性很低。因此镁不能单独作为高强铝合金的主要添加元素，必须与其他合金元素配合加入。 锰：锰在铝中的固溶度低，固溶强化效果有限。锰在铝中虽有溶解度的变化，但因杂志元素的存在，不能沉淀强化，其质量分数一般不大于2。 硅：硅同锰一样在铝中的固溶度低，固溶强

10、化效果有限，且沉淀强化效果不大，所以主要借助于过剩相强化。二元Al-Si系合金共晶点较低，易于铸造，是铸造用铝合金的基础合金系列，Si的质量分数一般选择1013。 锌：锌在铝中的溶解度很大，具有很强的固溶强化能力，少量锌（0.40.8）即能提高铝合金的强度及抗蚀性。在多元铝合金中锌是形成沉淀强化相的元素，可显著提高合金的沉淀强化效果。2.3合金的熔炼试验采用实验室井式电阻炉进行合金的熔炼。熔Al温度为720，将Al-Si合金、中间合金一块加入，并等待其融化。加入总炉料量0.2%的C2Cl6进行精炼（C2Cl6与Mg反应，适当提升Mg的用量），用钟罩压入液面下距离坩埚底3cm处水平缓动58min

11、，用扒渣勺扒渣后静置10min。降温至710左右时加入总炉料量0.06%的锶变质，静置15min后升温至720移出坩埚，静置25s用扒渣勺扒渣后准备浇注。总的熔炼工艺流程图为：C2Cl6 精炼除气720 加入Al、Al-Si合金、中间合金加变质剂锶升温20静置调温浇注扒渣静置调温3 合金成分设计与综合性能的提高目前，对铝合金的开发研究主要集中在合金成分设计、材料先进制备技术、热处理工艺、材料组织控制技术、成型加工技术和装备等研究方面。其中，合金设计是重要研究内容之一，因为好的合金设计可以有效地改进铝合金力学性能和铸造性能、获得高强度铝合金。铝及其合金在铸造条件下容易形成粗大的晶粒组织

12、，要实现其广泛应用，必须改善其铸态组织，进而提升性能。目前普遍的做法是在铸造阶段进行晶粒细化。晶粒细化是提高材料强度和塑性，改善铸件质量的重要途径，是近期国际上对传统材料升级和创造新型合金的三大工艺手段之一。因此，可运用不同的晶粒细化方法来获得细小的晶粒，以提高铸造铝合金的综合性能。3.1合金的成分设计参照ZL107铸造铝合金，以Mn、为主加元素，并添加微量元素，开展对铸造Al-Cu-Si合金的研究。加入铜和锰可以改善Al-Si合金的抗蚀性，对机械性能也略有提高。一般加入0.61.2%的Mn和34%的Cu。铜、锰量接近上限时复杂零件在淬火时易产生微裂纹，故应取下限附近。铜元素可以增加合金的高温

13、性能，锰还可以与含铁相结合，改善含铁相的形态，减轻其对合金机械性能的不利影响。钛与铝形成的TiAl3能作为外来晶核细化晶粒，提高抗拉强度与伸长率，减轻缩松和热裂倾向，降低壁厚效应。 最终确定的合金成分如下表：成分：；Si:7；Ti:0.2；B：0.0；Cu：3.5；Mn：0.5Mg：.；锶：.；精炼C2Cl6:.Al:余量。原料:Al（100）；Al-Si（Si）；Al-Ti（）-B（1）；Al（50）-Cu；Mn（1）-Al；Mg。3.2合金的晶粒细化研究 AlSi合金的细化包括初晶固溶体、共晶体和初晶Si三个部分的细化。为了细化铝固溶体晶粒,通常是在合金中添加少量晶粒细

14、化剂,如Ti、Zr、B等。这些元素在铝合金中形成Al3Ti、Al3Zr、TiB2等高熔点化合物,它们的结晶比铝固溶体晶粒早,尺寸细小而又弥散分布,具有与铝相同的晶格类型和相近的晶格常数,或具有共格对应晶面,可作为铝固溶体的结晶核心,使铝固溶体晶粒细化。根据晶粒细化的定义，晶粒细化方法可概括为内生形核质点法和外来形核质点法。内生形核法是通过一定的手段，如电磁作用、超声波振动等，改变合金内晶核的数量或阻碍晶体的形核和长大来实现晶粒细化。外来形核质点法即通过向铝熔体中加入Al-Ti(-B)等中间合金晶粒细化剂，产生大量的有效异质形核核心，提高晶体的形核率，从而细化晶粒。本文主要从本实验选用加入中间合

15、金晶粒细化剂的方法进行论述。     铝晶粒细化剂的发展大约从20世纪40年代开始，每十年为一个阶段。40年代：Ti、B、Zr、Nb盐熔剂；50年代：Ti、B盐块剂；60年代：Al-Ti块锭(10%Ti)和Al-Ti-B块锭 （Ti/B为4/1）；70年代：Al-Ti-B线材（Ti/B为4/1）；80年代：Al-Ti-B线材（Ti/B为4/1、5/1、3/1、25/1等）；90年代后：新一代晶粒细化剂，以Al-Ti-C和A-Ti-B-RE为代表。3.2.1盐类细化剂20世纪四五十年代，使用的晶粒细化剂以盐类为主。此产品具有一定的细化能

16、力，但细化效果不均匀，细化衰退非常明显，工艺参数难以控制，Ti和B利用率很低，对环境、炉体腐蚀严重，而且容易吸湿不易保存。目前该方法已基本被淘汰。3.2.2 Al-Ti中间合金60年代，由于无芯感应炉的使用，中间合金工业得到了迅猛发展。最早开发的是Al-Ti二元合金，该细化剂的细化能力比KTiF4有了明显提高，而且Ai-Ti二元中间合金价格便宜、贮藏和运输都非常方便，使用简单。但是Al-Ti二元合金的一个最大缺点是晶粒细化的长效性和稳定性非常差。3.2.3 Al-Ti-B中间合金 后来人们发现Al-Ti合金中引入B可以增强细化能力，而且稳定性和长效性也大大提高，从

17、而诞生了Al-Ti-B中间合金锭材。Al-Ti-B以块状形式加入到铝熔体中，能起到很好的细化效果，但由于合金中第二相粒子（TiAl3和TiB2等）的密度比铝大，在静置过程中会产生聚集沉淀，使细化效果衰退，一般56h后失效。70年代到80年代，晶粒细化剂供应工业针对不同的铝合金开发了多种细化剂，其中不断改变Ti/B比成为一个重要的研究方向，其中最常用的仍然是Al5Ti1B。3.2.新型中间合金细化剂使用优质的Al-Ti-B细化剂可以取得理想的细化效果，但其内部TiB2容易聚集、沉淀，同时Cr、Zr、Mn等杂质元素还会与Ti反应导致中毒现象。90年代后，人们开发了一些新型细化剂，其中有代表性的是A

18、l-Ti-C、Al-Ti-B-RE。研究发现，稀土可以改变Al-Ti-B中的TiB2、TiAl3粒子的形态和分布，还能细化TiAl3粒子的尺寸，从而增加异质晶核数目，提高细化效果。结果表明，Al-Ti-B-RE比Al-Ti-B的细化效果好，长效性强。另外RE具有变质、精练、净化、除气等作用，可以提高铝合金综合机械性能。Al-Ti-B-RE很好地解决了TiB2聚集、沉淀和细化剂中毒的问题，是一种很有前景的细化剂4,6。表2 Al2Si合金常用变质剂种类及变质效果变质剂种类变质效果Na或Na盐细化共晶Si,变质有效时间短Sr Sb细化共晶Si,变质有效时间长Ba Bi

19、细化共晶Si,变质有效时间长P细化初晶SiS弱细化初晶SiAs细化初晶SiRE细化共晶Si、弱细化初晶Si,具有长效性和重熔性PS双变质细化初晶SiPRE双变质细化初晶、共晶SiP盐Sr盐双变质细化初晶、共晶Si,细化效果最佳Cu3PNa2CO3(日本)细化初晶、共晶SiP2S2RE好于P2S、P2RECeO细化初晶、共晶SiPC(俄罗斯)细化初晶、共晶Si3 3 减少合金中的有害杂质Fe是Al2Si合金中的主要杂质,它主要来自炉料、坩埚和熔炼工具。在铸造Al2Si合金中,Fe常以(Al9Fe2Si2)铁相出现,质硬而脆,以粗大的针状穿过(Al)晶粒,大大削弱了基体,降低了

20、合金的力学性能22-23。其它杂质元素包括Sn、Pb、Ca、P和非金属夹杂、气体等。消除气孔和氧化夹杂的工艺可以概括为“防、排、溶”,严格遵循“以防为主,以排为辅”的原则。较先进的净化工艺有旋转喷吹、泡沫陶瓷过滤及等离子体氩流等净化工艺24-25。尽量减少有害杂质铁的含量,必须对熔炼设备、工具进行精心准备和处理;对于含铁量较高的回炉料,通过选择适当的铸造方法,或加锰生成铁锰相,再经过沉淀或离心处理降低铁含量。最经济的方法是通过由KCl,NaCl等组成的过滤床,将铁锰相及其他杂质过滤掉2。合金化Al2Si合金中加入Cu、Mg、Mn、Ni及其它强化元素可组成多元合金活塞材料。这些元素一方面不同程度

21、地溶入(Al)固溶体中,使其结构复杂化,提高合金的强度;更重要的是在合金中生成Mg2Si、(CuAl2)、S(Al2CuMg)、W(AlxCu4Mg5Si4)、Al6Cu3Ni、Al3(CuNi)2等化合物强化相2。其中Mg2Si、(CuAl2)在淬火加热时可溶入(Al)中,形成固溶强化相;S(Al2CuMg)、W(AlxCu4Mg5Si4)、Al6Cu3Ni、Al3(CuNi)2是高温稳定相,可以提高合金的高温性能2。.热处理工艺处理对改善和提高活塞性能具有非常重要的作用。对共晶铝硅合金铸造活塞,国内外历来均采用T6或T7固溶热处理规范。但是即使活塞成分、成形技术及性能要求相同,如果活塞大小

22、和结构不同,其热处理规范也不尽相同。武汉汽车配件厂对共晶铝硅合金铸造活塞的热处理工艺是:T5一次时效代替传统的固溶化二次处理(T6、T7),理想的T5工艺为200210保温812h。上饶汽运旅行服务公司ZL108活塞固溶处理:535±5保温812h,时效处理:195±5保温8h空冷。山东活塞厂采用的热处理规范有:T6(淬火+时效)、T7(淬火+过时效)、T1(人工时效处理)。湖北活塞厂根据活塞材质和壁厚的不同,分别采用不同的热处理工艺,如表3所示。表3不同活塞的热处理工艺活塞类别淬火回火温度/保温时间/h温度/保温时间/h进口类活塞515±53200±5

23、8东风6100活塞515±535210±58东风6102活塞515±54210±510东风6105活塞515±54215±510解放CA141活塞515±54210±585492Q活塞515±535205±584  合金试样的制备制备高质量的合金试样是得到真实可靠的材料性能测试数据的前提。合金试 样的制备过程是得到优质合金试样的关键步骤之一。4.1合金的铸造阶段本文中，合金试样采用砂型铸造方法制备。铸造过程中常出现的铸造缺陷有夹渣、缩孔、缩松等。本文根据合金的性质，

24、采用适当的铸造工艺和铸造方法，获得含有尽量少铸造缺陷，如缩孔、缩松、夹渣等高质量的铸件。4.1.1熔炼用辅助材料（1） 精炼剂本文中探讨的精炼方法为六氯乙烷精炼法。六氯乙烷精炼剂的特点显著，如：不吸潮、无需重熔、腐蚀性好，易于保存、可广泛代替氯盐精炼剂，广泛应用与Al-Cu类、Al-Si类合金的精炼等。 一般采用的精炼方法为：在含有Mg元素的炉料中取用量为炉料的0.50.7%，处理温度为720740；不含有Mg元素的炉料中取用量为炉料的0.30.4%，处理温度为700720。将全部除气精炼剂加入钟罩后压入铝液，距离坩埚底35cm处水平缓动811min，精炼后去除熔渣静置1012min。（2）

25、变质剂本文所选用的变质方法为磷盐变质剂变质法。磷盐变质剂的优点为：处理过的活塞室温抗拉强度比钠盐变质剂处理的提高近20%，膨胀系数低，尺寸稳定性好，有较高的导热性、耐磨性、耐蚀性，铸件加工容易，表面光洁度高，有长效性和重熔性，有效变质时间长达8小时，处理后的合金再进行精炼处理，不但不会使变质效果衰退，反而会使初晶硅分布更加均匀，铸造流动性好，大大减少了铸件的缩松、缩孔倾向，提高活塞成品率，熔解吸收快，在变质时基本无烟、无味、无毒、不易吸气、不粘坩埚和工具，操作方便，存放及运输方便、安全。 磷盐变质剂的变质实质是在固、液相界面前沿的富集或吸附在富铁和共晶相表面阻碍其生长从而改变合金中Fe、Si相

26、的形貌。 本实验采用的变质工艺为：750时加入总炉料量的1%，静置30min，调温至浇注温度。4.1. 2熔炼用材计算铝合金总量1000g 算出Al（100）=526.33g；Al-Si（Si）=291.67g；Al-Ti（）-B（1）=40g；Al（50）-Cu=70g；Mn（1）-Al=50g；Mg=12g。C2Cl6=2g 锶=0.6g4.2合金的热处理阶段铝合金铸件的热处理就是选用某一热处理规范，控制加热速度升到某一相应温度下保温一定的时间再以一定的冷却速度冷却，以改变其合金的组织。其主要的目的是：提高力学性能，增加耐腐蚀性能，改善加工性能，获得尺寸的稳定性等。4.2.1热处理工艺的分

27、类及状态（1） 热处理工艺分类及原理退火处理：将铝合金铸件加热到较高的温度，一般在300左右，保温一定的时间后，随炉冷却到室温的工艺。在此过程中，固溶体发生分解，第二相质点发生聚集，可以消除铸件的内应力，稳定铸件的尺寸，减少变形，增大铸件的塑性。 固溶处理：将铝合金铸件加热到尽可能高的温度，接近于共晶体的熔点，在该温度下保持足够长的时间，随后快速冷却，使强化组元在铝中最大限度的溶解，这种高温状态被固定保存到室温的工艺。可以提高铸件的强度和塑性，改善合金的耐侵蚀能力。固溶处理的效果取决于以下三个因素：（i） 固溶处理温度。温度越高，强化元素溶解速度越快，数量也越多，强 化效果就越好。一般加热温度

28、上限低于金属开始过烧的温度，而加热温度下限要使强化相尽可能多的溶解在固溶体中。（ii） 保温时间。是由强化元素的溶解速度来决定的，这一般取决于合金的种类、成分、组织和铸造方式及铸件的壁厚、形状。铸铝的保温时间要比变铝长，一般砂型铸造比金属型铸造保温时间要延长2025%。 （iii） 冷却速度。淬火时给予的冷却速度越大，使固溶体自高温状态下保存 的过饱和度也越大，从而使铸件获得高的力学性能，但同时形成的内应力也越大。时效处理：将固溶体处理后的铸件加热到某一温度保温一定时间后出炉，在空气中缓慢冷却的工艺。时效处理进行着过饱和固溶体分解的自发过程，从而使合金基体的点阵恢复到比较稳定的状体。时效处理分

29、为三类：不完全人工时效、完全人工时效和过时效。 循环处理：将铸件冷却到零下温度保温一段时间再加热到铸件的工作温度，这种多次冷却和加热的过程成为循环处理。目的是，由于多次的加热和冷却引起的固溶体点阵的收缩和膨胀，使各相的晶粒发生了少许的位移，使第二相质 点处于更加稳定的状态，从而提高铸件尺寸的稳定性，只用于精密零件5,7,8。（2） 热处理状态的符号和意义 T1：未经固溶处理的人工时效，提高硬度改善机械加工性能以得到粗糙度低的加工表面。 T2：退火，用于消除铸件的内应力，消除机械加工引起的加工硬化提高尺寸稳定性及增加合金的塑性。 T4：固溶处理，提高合金的力学性能，提高强度和硬度，以获

30、得最高的塑性和良好的抗腐蚀能力。 T5：固溶处理加不完全人工时效，用来获得足够高的强度并保持足够的塑性但抗腐蚀性下降，特别是晶间腐蚀倾向增强。 T6：固溶处理加完全人工时效，获得最高的强度但塑性和抗蚀能力下降。 T7：固溶处理和稳定化回火，用来提高铸件的尺寸稳定性和抗蚀能力，特别是抗应力腐蚀能力，合金还能保持较好的力学性能。 T8：固溶处理和软化回火，用来获得尺寸稳定性铸件，提高合金的塑性但强度降低。 T9：循环处理，为了使铸件的尺寸更加稳定。因此选择T6热处理方式，即固溶处理后完全人工时效。查表得：热处理状态固溶处理时效加热处理保温时间冷却介质及温度加热温度保温时间冷去方式T6500

31、7;510水60100185±546h空冷4.2.2热处理用设备及工艺 铝合金铸件的固溶处理温度接近于低熔点共晶成分的熔点，要求固溶处理和时效处理的温度波动范围窄一般为±5，所以对热处理用设备有一定要求：热处理炉易于达到准确的工作温度并且调温方便；炉内应安装有强制循环空气的风扇；工作室内应设置有使铸件和加热元件分开的装置等，铝合金铸件的固溶处理一般采用带有风扇的井式低温空气炉。本实验固溶阶段采用实验室KT-1300型箱式加热炉进行，时效阶段采用实验室CT-650型井式回火炉经行。工艺路线为： 室温（25）425，20/min； 425500，1

32、5/min；到温后500±5保温10h，淬40水； 180±5，保温.5h，空冷5  实验结果与讨论本章开展以下研究：制备出合金材料的试样，研究该组份下合金的力学性能，观察铸态和热处理后的金相组织，探讨热处理对合金组织的影响，最后对该组份下合金的性能联系微观组织进行分析。5.1合金的拉伸试验本实验小组于2014年4月16日在西安工业大学CET-1000型万能试验机上按GB228-87进行拉伸试验。实验准备如下： 试样直径：实际铸后直径8.1mm。 试样标距：实际量取标距长30mm。 试验温度、湿度：20、20%。&

33、#160;试验速度：15mm/min。 最终试验数据：最终试验数据：试样号 面积 S 最大载荷 N 断裂伸长 mm 抗拉强度 MPa 1 7363.5 5 380 2 4413 2703 2905.2合金的金相显微结构 a图 b图上图为实验合金的×200倍显微组织金属铸造+T6处理的金相照片，从该照片可以看出：固溶体，共晶体中的Si呈灰色片状，CuAl2完全溶入基体中，颜色较深的可能为铸造缺陷。合金中Si与固溶体、CuAl2形成二元或三元合金，使合金具有良好的铸造性能。CuAl2是主要的强化相，固溶和时效时析出，提高合金的抗拉强度和屈

34、服强度，保证合金具有良好的切削加工性能但耐蚀性降低。C图 上图为实验合金的×200倍显微组织金属模铸造未进行热处理的金相照片，从该照片可以看出：白色区域为铝相，长条状为亚共晶硅，较深色区域可能为铸造缺陷。 与a,b图相比该图硅的晶粒明显较大，说明热处理起到了细化晶粒的作用，因此，可以看出大大提高该材料的力学性能，抗拉强度试验也证明了这一点。e图 上图为实验合金的×200倍显微组织金属铸造+T6处理未进行变质的金相照片，从该照片可以看出：白色的区域为铝；短棒,颗粒状为共晶硅；较深色区域可能为铸造缺陷。 这张金相照片很清晰，也很好的展示出我们组设计的铝硅合金的高力学性能，组织决

35、定性能，如此细小的颗粒，肯定有很好的力学性能。确实和预测的一样，在我们的抗拉强度试验中，该式样的抗拉强度尽然高达380MP。6.试验心得收获：这是我们第一次做这样的综合实验，我们成功的完成试验要求，并且达到了预期目的。在实验过程中我们组三员共同合作，我们明白了合作在实验中的重要性。试验进行之中，我们不断地查阅相关资料，使我们的专业知识得到进一步提高。通过试验，我们以前的畏惧感消失了，以前看见炉子就害怕，现在可以进行试验操作。本次试验使我们受益匪浅。不足：拉伸试验结束，分析端口发现式样中有夹杂，说明浇铸时扒渣不干净；以及对许多知识的欠缺，例如制备金相工程中腐蚀液的选择，等等。许多不足需要我们以后不断改进。6  结论为了适应我国内燃机活塞