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6061铝管高强韧挤压铸铝造合金性能的研究
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摘 要：
研究了高强韧Al-Si-Cu-Mg挤压铸造合金的组织性能。组织分析结果表明，挤压铸造合金中组织致密性优良，合金中的共晶Si、含Cu相均匀分布于材料的横截面。在T6处理后，合金中共晶Si与含Cu相均发生了明显的球化，时效过程含Cu/Si/Mg纳米强化相的析出能够使屈服强度提升180 MPa以上，同时合金也能保持良好的韧性；力学性能测试结果表明，四元组成的挤压铸造Al-9Si-3.4Cu-0.15Mg合金，T6处理后的屈服强度可达到375 MPa以上，抗拉强度可达到423 MPa以上，伸长率可达到9%以上。
挤压铸造工艺是结合铸造和塑性加工特点的先进精确材料成形加工技术。其加工过程中液态金属在外压力下充型、凝固、结晶和成形，所得到的铸件具有内部组织致密、晶粒细小、力学性能良好、表面粗糙度低和尺寸精度高等优点，是高效利用铝合金材料、构件高性能化和精确化的重要成形技术，相较于压铸材料，铝合金挤压铸件可以通过T6热处理进行时效强化，有效提高其力学性能。目前挤压铸造铝合金主要以Al-Si-Mg合金为主，其具有良好的铸造性能和耐蚀性，T6处理后通过β'强化相的析出，可使合金的屈服强度提升至250~300 MPa，伸长率为6%~10%。但随着新一代轻量化挤压铸造铝合金对力学性能要求的提高，需要屈服强度达到350 MPa以上，伸长率大于6%，以满足铸造铝合金承载件的性能需求。目前研究较多的Al-Cu系铸造合金，虽然能够达到较高的力学性能指标，但Al-Cu合金的铸造性能弱于Al-Si合金，压力铸造过程易出现铸造缺陷。而Al-Mg系的铸造铝合金铸造性能以及强度目前难以满足高强韧铸造铝合金的性能需求。
本课题以此为出发点，以铸造性能优异的Al-Si系合金为基础，通过Cu、Mg含量的适当匹配，设计制备高强韧的挤压铸造铝合金，分析其微观组织与力学性能，同时分析T6处理后合金的强化机理。
