擠壓處理及熱處理對LM28組織和性能的影響

目前，國內外廣泛應用的鋁硅合金是亞共晶(A1-8～10.5%Si)及共晶(A1-11～13%Si)合金，常作為中小型內燃機活塞的首選材料。而硅的質量分數大于15%的過共晶A1-Si合金尚處于開發應用階段。國外除制作鑄造活塞外，還替代灰鑄鐵應用于發動機的汽缸蓋、油泵外殼和排氣管。現代工業和科學技術的迅速發展，對鋁合金材料的性能提出了更高的要求。鋁合金強化以沉淀強化為重點，而強化效果的判斷則以鋁合金材料的強度和塑性指標為主要依據。鋁合金型材擠壓技術在汽車、船舶、鐵路、航空、航天等工業領域以及建筑等民用領域越來越顯示出其重要地位。通過擠壓，可以細化合金組織，提高合金的力學性能。因此，本文討論了熱處理及擠壓處理對LM28組織和性能的影響。

實驗合金的化學成分(質量分數，%)為：17.5Si，1.5Cu，1.2Mg，0.8Ni，0.2Zr，0.6Mn，0.7Fe，0.08P，0.6Na，0.6RE，余為Al。實驗采用的固溶溫度是(515±5)℃，固溶12h后淬入80℃水中，并于24h之內進行時效處理。實驗的時效溫度為175℃，時間分別為0、2、4、5、6、7、8、10、12、14和24h。實驗的擠壓溫度350℃，模具預熱溫度200℃，選用擠壓比為8進行擠壓。在擠壓機上進行0.4mm/s的低速擠壓，擠壓成準10mm的擠壓棒。

合金LM28變質后，進行熱處理，初晶硅變化不大，但共晶硅細化明顯。說明熱處理能改善合金的形態，它能夠部分鈍化初晶硅和共晶硅，固溶溫度過高和時間過長，會出現粗化現象;熱處理對共晶硅的形貌的影響最大，經過組織觀察發現，熱處理后，針狀共晶硅斷裂為短桿狀，之后會發生球化。這一形態的變化，會顯著提高鋁硅合金的性能。熱擠壓后LM28合金的組織和力學性能顯著提高。其原因為擠壓后大塊的初晶硅被打碎，共晶硅也在形狀上由長棒形轉變為短棒和球形，組織被顯著細化，由于拉伸斷口的韌窩增多，抗拉強度提高，其塑性也相應提高。合金經擠壓后進行熱處理的性能明顯提高，顯微組織也更細。這是因為經過擠壓，大塊的初晶硅被打碎，共晶硅也變成短棒和球形，再經過熱處理后共晶硅進一步被細化，提高合金的綜合力學性能。