Al-7Si-Mg铸造铝合金凝固和热处理过程微观组织模拟和屈服强度预测

摘要

Al-7Si-Mg铸造铝合金的力学性能受凝固条件和热处理工艺参数的影响,如何建立各阶段工艺参数与微观组织、合金性能之间的定量化模型,对于优化工艺条件,提高合金性能具有重要的工程应用价值。建立了能够描述凝固、固溶处理和时效处理过程中微观组织演变的全过程、多尺度数值模型,并建立了相应强化模型,实现铸件最终屈服强度的预测。模拟了Al-7Si-Mg合金在各阶段的微观组织演变,并与实验结果进行了比较,分析了工艺参数对微观组织和合金屈服强度的影响规律。模拟和实验结果表明:二次枝晶臂间距随着冷却速率的增大而减小。Mg2Si颗粒的溶解和共晶Si的熔断在短时的固溶处理就可以完成。提高时效温度会促进时效析出,但会降低时效峰值强度,而增加Mg含量能够提高合金的屈服强度。最后分析了本模型存在的问题,指明该模型今后发展、充实与完善之处。