2.1 涂裝工藝對合金力學性能的影響 涂裝對兩種熱處理工藝條件下合金的強度性能的影響見圖1,對伸長率的影響見表3。
表3 兩種涂裝工藝制度下A356合金的伸長率 %
工藝類別 未涂裝 一級涂裝 二級涂裝 三級涂裝
T6工藝 9 9 9 10
雙級時效工藝 10 10 10.5 10
涂裝工藝對兩種熱處理工藝合金性能的影響趨勢一致,一級涂裝后,合金的強度性能降低,經(jīng)過二級涂裝,合金的強度性能增加,而經(jīng)過三級涂裝,合金的性能又有所降低,但相對未涂裝工藝,合金的性能呈增加的趨勢,尤其對于雙級時效工藝,涂裝工藝對強度的影響更為明顯。從表3可以看到,涂裝工藝對伸長率的影響并不明顯。因此,涂裝工藝在不改變合金伸長率的情況下,在一定程度上提高了合金的強度性能。
2.2 電導率分析
對T6工藝下三級涂裝狀態(tài)下A356合金進行電導率測試示。
結(jié)果顯示,經(jīng)過一級涂裝后,合金的電導率顯著上升,二級涂裝后,電導率有所下降,三級涂裝后,合金電導率又有所回升,相對于一級涂裝來說,二級涂裝和三級涂裝對合金電導率影響不大。文獻[2]研究熱處理對Cu-Mg-Cr合金的電導率的影響時指出,由于鉻溶入銅基體中,使自由電子在運動過程中發(fā)生散射的幾率增加,導致電導率下降。對于A356合金來說,一級涂裝后,一方面由于α-Al中固溶的硅元素繼續(xù)從基體中脫溶,另一方面析出的硅元素可作為Mg2Si的形核核心[3-4],使Mg2Si聚集長大,降低了Mg2Si在基體中分布的均勻性和致密度,從而降低了合金對自由電子的散射率,從而導致了電導率增加。關于合金微觀組織對電導率的影響,二級涂裝和三級涂裝對合金電導率有一定影響,但變化不大,說明此時硅的脫溶和Mg2Si的聚集長大已基本結(jié)束。
2.3 DSC分析
文獻[5]研究A356合金屈服強度模型時指出,硅在α-Al中的固溶度在0.5%~1.2%之間,由于硅的固溶產(chǎn)生屈服強度增加不超過2N/mm2~3N/mm2。關于Al-Mg-Si合金的強化機制,文獻[6-8]認為,合金的脫溶序列為過飽和α固溶體-GP區(qū)-β″相-β′相-β相,當形成GP區(qū)時,GP區(qū)與基體在邊界附近產(chǎn)生彈性應變,阻礙了位錯運動,提高合金的強度;隨著時效時間的延長,CP區(qū)迅速長大成針狀或棒狀即為β″相,其C軸方向的彈性共格結(jié)合引起的應變場最大,它的彈性應力也最高,當β″相長大到一定的尺寸,它的應力場遍布整個基體,應變區(qū)幾乎相連,此時合金的強度較高;在β″相的基礎上,Mg、Si原子進一步富集形成局部共格的β′過渡相,其周圍基體的彈性應變達到最大值,強度有所下降;當形成穩(wěn)定的β相時,失去了與基體的共格關系,共格應變消失,強度相比有所下降。因此,合金強度的變化應主要歸結(jié)為其沉淀析出相之間的轉(zhuǎn)變。
對A356合金在固溶狀態(tài)、T6工藝及三級涂裝工藝進行DSC分析,見圖3所示。