高性能AlSiMgCu系铸造铝合金A354的研究

摘要

由于汽车及其他工业领域对铸件轻量化和低成本的不断需求,用户对铸造铝合金性能的要求也进一步提高.现在工业界广泛应用的铸造铝合金,如A356、A357、354和A359等,基本都是在20世纪30年代至60年代期间由美国铝业公司开发的,自那以后没有进行过明显改进.工业界应用最广泛的AlSiMg系铸造铝合金具有极佳的铸造性能和中等的强度.合金元素铜可以有效的增加AlSiMg系铸造合金的强度,但会降低伸长率.如果铸造过程中形成的AlCuMgSi-Q多元化合物颗粒不能够在后续热处理时溶解到铝基体中,伸长率下降会更明显.本研究采用一种基于集成计算材料工程(ICME)的合金设计方法来确定Al-9Si-xMg-yCu合金体系中Cu和Mg的最佳配比,并优化固溶热处理工艺,从而能够将铸造过程中形成的AlCuMgSi-Q颗粒经固溶处理全部溶解.这样开发出的铸造铝合金具有很高的强度和较高的伸长率.该专利合金,注册牌号A354,可以在金属型铸造条件下达到450～470MPa拉伸强度,360～390MPa屈服强度,5％～7％的伸长率,并具有非常好的铸造性能.该合金具有比A356合金优越的疲劳性能,良好的断裂韧性及耐腐蚀性能.