ZL104铝铸件变质分析报告

青岛景顺诚铸铝厂对ZL104铝铸件进行取样做力学性能及金相分析，铝铸件本体的机械性能及金相组织见表1。

该铝铸件材料为ZL104，热处理状态T6，采用铝锶中间合金进行变质。从表1及图1可以看出，铝铸件的抗拉强度及硬度偏高，延伸率偏低，铝铸件晶粒粗大。同时在破坏铝铸件时发现断口存在硅亮点。

经初步分析，出现铆裂现象的原因为ZL104合金中共晶硅变质不足导致铝铸件晶粒粗大，铝铸件硬度升高，抗拉强度升高，延伸率偏低。

常用的铸造铝合金大多数是亚共晶和共晶型的。图2为Al-Si二元系形成共晶型相图，合金的组织由韧性的α（Al）固溶体与硬脆的共晶硅相所构成。为保证有良好的铸造性能，要求合金组织中有相当数量的共晶体，但共晶体量多又会使合金变脆而降低铝铸件机械性能。

ZL104特性

  该合金成分见表2，经变质和热处理T6后，其组织为初生α和细密的α+Si共晶体。ZL104合金铸造性能优良，充型能力强，线收缩小，无热裂、疏松倾向。

图3  ZL104未变质组织

铝硅合金共晶体的变质铝硅合金共晶体铝铸件中的硅相在自发非控制生长条件下会长成片状（图3）。这种形态的脆性相严重的割裂基体，大大降低合金的强度和塑性。为了改变这种状况，对含硅量＞6%的铝合金一般都进行变质处理。

铝硅共晶合金铝铸件变质后，由原来粗大片状硅晶体组成的共晶组织变为由树枝状初生α固溶体和（α+Si）共晶体所组成的亚共晶组织。共晶体中的硅相变为细小纤维状。根据铝硅共晶体的变质机理→孪晶凹谷机制，合金被变质后，铝液中变质剂选择性吸附富集在孪晶凹谷处，阻滞了硅原子或硅原子四面体长上去的速度，使孪晶凹谷生长机制受到抑制，导致硅晶体生长形态发生变化。这就促使硅晶体由片状变成具有等轴断面的弯曲纤维状，使晶粒细化。

生产中常用的铝铸件变质工艺有以下几种：钠变质工艺、锶变质工艺、锑变质工艺和稀土变质工艺。

  青岛景顺诚金属本次试验主要针对利用锶变质工艺质对铸造铝合金ZL104合金铝铸件进行变质试验，并分析产生不足的原因。

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