－５７２・ 铸 造 ＦＯＵＮＤＲＹ Ｊｕｎ．２００６ ＶｏＩ．５５ ＮＯ．６
提高ＡＩＳｉ７Ｍｇ合金导电性的研究
侯峻岭 ，葛毓立 ，宋鸿武 ，于海朋
（１．沈阳工业大学材料科学与工程学院，辽宁沈阳１１００２３；２．大连大学，辽宁大连１１６０００）
摘要：加入１％的ＲＥ可同时提高热处理后ＡＩＳｉＴＭｇ合金的电导率和抗拉强度。在添加ＲＥ的基础上进行硼化处理可以 进一步提高合金的电导率，但抗拉强度下降。当ＲＥ含量为１．０％、Ｂ为０．０７％、热处理工艺为５２０￣５＊Ｃｘ４ｈ＋１８０。Ｃｘ６ｈ 时，合金电导率达２８ Ｓ／Ｍ、抗拉强度为２４４．１ ＭＰａ。 。 关键词：ＡｌＳｉ７Ｍｇ；导电性；力学性能；时效温度
中图分类号：ＴＣ１４６．２＋１ 文献标识码：Ａ文章编号：１００１—４９７７（２００６）０６—０５７２—０３
Ｓｔｕｄｙ ｏｎ Ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ ｏｆ ＡＩＳｉ７Ｍｇ Ａｌｌｏｙ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ
ＨＯＵ Ｊｕｎ—ｌｉｎｇ’，ＧＥ Ｙｕ—ｌｉ ，ＳＯＮＧ Ｈｏｎｇ—ＷＵ’，ＹＵ Ｈａｉ－ｐｅｎｇ’ （１．Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｍａｔｅｒｉａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｓｈｅｎｙａｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｓｈｅｎｙａｎｇ
１ ００２３，Ｌｉａｏｎｉｎｇ，Ｃｈｉｎａ；２．Ｄａｌｉａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｄａｌｉａｎ １ １ ６０００，Ｌｉａｏｎｉｎｇ，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｄｅｍａｎｄ ｏｎ ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ ｏｆ ＡｌＳｉ７Ｍｇ ａｌｌｏｙ ｆｒ０ｍ ｈｉｇｈ—ｖｏｌｔａｇｅ ｅｌｅｃｔｒｉｃａＩ ａｐｐａｒａｔｕｓ。ｓｔｕｄｙ ｏｎ ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ ｏｆ ＡｌＳｉ７Ｍｇ ａｌｌｏｙ ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ ｗａｓ ｃａｒｒｉｅｄ ｏｕｔ ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ．Ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ａｌｌｏｙｉｎｇ ｅｌｅｍｅｎｔｓ ＲＥ，Ｂ ａｎｄ ａｇｉｎｇ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｏｎ ｃａｓｔ ＡｌＳｉ７Ｍｇ ａｌｌｏｙ ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ ａｎｄ ｍｅｃｈａｎｉｃａＩ ｐｒｏｐｅｒｔｙ ｗｅｒｅ ｓｔｕｄｉｅｄ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔ ｓｈｏｗｓ ｔｈａｔ ｔｈｅ ａｄｄｉｔｉｏｎ ｏｆ １％ＲＥ ｃａｎ ｉｎｃｒｅａｓｅ ｔｈｅ ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ ａｎｄ ｔｅｎｓｉｌｅ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ｗｅｌｌ；Ｏｎ ｔｈｅ ｂａｓｉｓ ｏｆ １％ＲＥ ａｄｄｉｔｉｏｎ．Ｂ ａｄｄｉｔｉｏｎ ｃａｎ ｉｎｃｒｅａｓｅ ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ ｆｕｒｔｈｅｒ．ｈｏｗｅｖｅｒ ｉｔ ｃａｕｓｅｓ ｄｅｃｒｅａｓｅ ｏｆ ｔｅｎｓｉｌｅ ｓｔｒｅｎｇｔｈ．Ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ ａｇｉｎｇ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｉｍｐｒｏｖｅｓ ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ ｖｉｓｉｂｌｙ ａｎｄ ｍａｋｅ ｔｈｅ ｔｅｎｓｉｌｅ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ｄｅｃｒｅａｓｅ；Ｉｔ ｃａｎ ｆｉｎａｌｌｙ ｃｏｎｃｌｕｄｅ ｔｈａｔ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｃｏｎｔｅｎｔ ｏｆ ＲＥ，Ｂ １％ａｎｄ ０．０７％ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ，ｔｈｅ ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ ｏｆ ＡｌＳｉ７Ｍｇ ａｌｌｏｙ ｃｏｕｌｄ ｂｅ ２８Ｓ／Ｍ， ｍｅａｎｔｉｍｅ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｔｅｎｓｉｌｅ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ｏｆ ２４４．１ ＭＰａ ａｆｔｅｒ ５２０℃５ ４ｈ １ ８０℃６ｈ ｈｅａｔ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ＡｌＳｉ７Ｍｇ ａｌｌｏｙ；Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ；ＭｅｃｈａｎｉｃａＩ ｐｒｏｐｅｒｔｙ；Ａｇｉｎｇ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ
Al-Si相图
摘要：本篇Tech-Note主要研究Al-Si相图，这样的研究具有很重要的实际意义。二元相图是研究复 杂合金的根底。在Al合金中的Si和Fe被认为是杂质元素存在，但是在铸造和锻造Al合金中Si又是一种添加元素。各种铸造Al合金中Si的含量从5~22%〔重量比〕不等。Al具有重量轻、优良的机械性能、独特的防腐性、消费本钱适中和易于成型等特性，所以具有广泛的商业应用价值。Al的密度大约是2.7 g/cm33) 和Be(密度约1.85 g/cm3)。但是 Al及其合金由于其本钱低于Mg 或 Be合金，故应用更为广泛。Al和Mg合金的熔点范围非常接近，它们的熔点范围分别为：铸造Al合金约为565—640 °C (约1050 —1185 °F)；铸造Mg合金约为 593—648 °C (1100—1198 °F)。
冶金专家和金相专家对于二元相图进展了大量的研究并绘制出化学成分与相转变温度的关系曲线，但是这些研究都是在“平衡态〞下进展的。所谓平衡态是指：金属的消费过程中加热和冷却速度都非常缓慢，但是在实际消费中加热和冷却速度都非常快这就是所谓“非平衡状态〞。尽管如此，相图还是我们研究合金转变的根本工具。例如：利用相图我们知道金属的熔点和凝固点、凝固过程、平衡相的形成、合金元素或杂质元素的极限溶解度和第二相的分解温度。
本篇Tech-Note主要研究Al-Si相图，这样的研究具有很重要的实际意义。二元相图是研究复杂合金的根底。在Al合金中的Si和Fe被认为是杂质元素存在，但是在铸造和锻造Al合金中Si又是一种添加元素。各种铸造Al合金中Si的含量从5~22%〔重量比〕不等。在这个范围内， Si元素可以进步Al合金的流动性铸造性能， 3xx.x (Al-Si-Cu)系和 4xx.x (Al-MgSi)系铸造Al合金(US Al协会编号) 具有广泛的商业应用。过共晶合金(合金中Si含量大于 12.6%，共晶成分)中包含具有进步耐磨性的初晶Si颗粒。这样的合金被用于工程构件。在3xx.x系列铸造Al合金中，少量的Mg 作为添加元素可以起到时效强化的效果，从而进步合金的强度。6xxx系可锻Al合金也属于Al-Si-Mg系，这类合金可以进展时效强化处理。但是，有些4xxx系可锻Al合金却不能进展时效强化。其他种类的Al 合金都可以〔Mg含量0.05~2.0 重量百分比〕。4xxx 系可锻Al合金中，含Si量大约在3.5~13.5%之间。6xxx 系列可锻Al合金中，含Si量要更少些大约在0.2~1.8%之间。
AlSi10Mg合金的 SLM工艺控制的研究进展
摘要：一些形状复杂的铝合金常以AlSi10Mg合金粉末为材料，通过选区激光熔化(Selective laser melting，SLM)技术制造得来，主要应用于航空、汽车等领域。本文主要讨论AlSi10Mg的SLM工艺控制点。
关键词：AlSi10Mg合金；SLM工艺；微观结构；综合性能
0 引言
铝合金具有轻质、高比强度等特点，被广泛应用于航天、汽车等行业领域的轻量化设计中。AlSi10Mg合金是Al-Si-Mg系亚共晶合金的一种，因其良好的流动性与气密性[1]而具有较好的使用效果。随着轻量化要求的提出，合金构件的形状复杂程度提升[2]，激光选区熔化技术是实现高性能构件复杂成型的有效途径。本文主要论述AlSi10Mg的SLM工艺控制要点。
1 SLM技术原理
SLM技术是一种以高能激光束为热源[3]、金属粉末为原料的增材制造技术。工作原理是按照规划好的路径，激光束逐层选区熔化堆积得到组织致密的金属构件。操作人员通常利用建模软件如CAD设计模型，对三维模型进行切片处理，将文件导入SLM成型设备中。等到逐层加工完成后，将成品从基板上取下，进行热处理等后续工艺，以便得到满足性能要求的金属构件。
2 SLM技术对AlSi10Mg粉末的性能要求
粉末主要采用无坩埚电极感应熔化气体雾化法(EIGA)和等离子旋转电极雾化法(PREP)[4,5]制备。评价指标主要包括化学成分、比表面积、粒径分布、球形度、流动度和松装密度等。SLM技术要求AlSi10Mg粉末尽可能粒径分布窄、球形度高、流动性好、氧含量低、松装密度高[4-6]。
3 AlSi10Mg合金的SLM工艺规律
SLM工艺参数是AlSi10Mg合金的SLM过程中对试样质量影响较大的因素。常见的SLM工艺参数有扫描间距、激光功率、层厚、扫描速度、点距等，通过合理调整这些参数，能够获得组织致密的合金构件，使其呈现出较少的表面缺陷与孔洞。
ALSI10mg热处理
1. 介绍
ALSI10mg是一种常用的铝合金材料，它具有良好的机械性能和耐腐蚀性能。热处理是一种常见的工艺，通过控制材料的温度和时间，可以改善其力学性能和微观组织，提高其使用寿命和可靠性。
本文将详细介绍ALSI10mg热处理的相关内容，包括热处理的目的、常见的热处理方法、热处理过程中的影响因素以及热处理后的性能改善等。
2. 热处理的目的
ALSI10mg热处理的主要目的是改善材料的力学性能和微观组织，提高其强度、硬度和耐磨性，并降低其应力腐蚀敏感性。通过热处理，可以消除材料中的缺陷和应力，提高其耐久性和可靠性。
3. 常见的热处理方法
3.1 固溶处理
固溶处理是ALSI10mg热处理的第一步，其目的是将固溶体中的溶质原子溶解在基体中，形成均匀的固溶体。固溶处理的温度通常在480-520°C之间，保持时间根据材料的厚度和尺寸而定，一般为1-4小时。
3.2 淬火处理
淬火处理是固溶处理后的第二步，通过迅速冷却材料，使其形成硬质相，提高材料的硬度和强度。淬火温度通常在150-200°C之间，冷却介质可以是水或油。
3.3 时效处理
时效处理是热处理的最后一步，其目的是通过在较低温度下保持一定时间，使材料中的固溶体析出出相，进一步提高硬度和强度。时效处理的温度通常在150-180°C之间，保持时间根据要求而定，一般为1-10小时。
4. 热处理过程中的影响因素
热处理过程中的影响因素有很多，包括温度、时间、冷却速率和合金化元素等。
4.1 温度
温度是热处理的关键参数之一，不同的温度可以得到不同的组织和性能。过高的温度可能导致过度溶解和晶粒长大，从而降低材料的强度和硬度；过低的温度则可能导致溶质原子无法完全溶解，影响材料的均匀性。 4.2 时间
时间是影响热处理效果的另一个重要参数，过短的时间可能导致溶质原子未能充分溶解，影响材料的均匀性；过长的时间则可能导致晶粒长大，影响材料的强度和硬度。
