（黃河鑫業(yè)有限公司，青海 西寧 810000）

由于制造業(yè)以及輕工業(yè)的需求，薄壁鋁合金鑄件被廣泛的應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域?，F(xiàn)今，在輕工業(yè)中，薄壁鋁合金鑄件由于其高強(qiáng)度而具有相對高的加工強(qiáng)度，并且在汽車關(guān)鍵結(jié)構(gòu)部件上具有一定的應(yīng)用[1]。由于其它元素的加入，原始金屬的CCT曲線向右移動，在一定的冷卻速率條件下更容易發(fā)生馬氏體變化，從而提高了拉伸強(qiáng)度。然而，在實(shí)踐中，在薄壁鋁合金鑄件模塑過程中，由于高強(qiáng)度和組織轉(zhuǎn)變量與強(qiáng)度之間的關(guān)系比較復(fù)雜而難以加工。但是，薄壁鋁合金鑄件本身容易在高溫下氧化，其馬氏體轉(zhuǎn)化率對加熱溫度敏感是可以區(qū)分在哪種溫度條件下能夠獲得最佳性能，探索組織的晶粒尺寸和馬氏體變化量對強(qiáng)度的混合效應(yīng)是研究的重點(diǎn)。

1 實(shí)驗(yàn)材料以及實(shí)驗(yàn)方法

將薄壁鋁合金鑄件作為實(shí)驗(yàn)原料，經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，薄壁鋁合金鑄件的最佳溫度范圍為870-900℃，將模擬軟件設(shè)為該溫度，并將晶粒大小設(shè)置為9級大小，得到了對應(yīng)的曲線如圖1。

由圖1可以看出，當(dāng)溫度達(dá)到290℃時(shí)，就可以獲得80%以上的馬氏體組織。由于薄壁鋁合金鑄件本身具有厚度，通過計(jì)算公式計(jì)算可知對應(yīng)的奧氏體化保溫的時(shí)間為1.9min，又因?yàn)槠渌蛩氐挠绊?，將保溫時(shí)間定為3.5min。本實(shí)驗(yàn)主要是通過制冷的方法對冷卻速度進(jìn)行控制，加熱的溫度為820℃～940℃，一般將加熱40℃作為一個(gè)梯度，采用電阻爐進(jìn)行相應(yīng)的加熱。

圖1 薄壁鋁合金鑄件對應(yīng)的CCT曲線

在熱處理工藝結(jié)束后，利用2.8%濃度的硝酸酒精對金相組織進(jìn)行腐蝕，再通過顯微鏡對其進(jìn)行觀察。按照一定的標(biāo)準(zhǔn)，在顯微鏡的觀察下，利用試驗(yàn)機(jī)對室溫進(jìn)行控制，并進(jìn)行拉伸試驗(yàn)，拉伸速度為3mm/min。然后利用顯微鏡對其維氏硬度值進(jìn)行觀察[2]。

2 溫度增加對薄壁鋁合金鑄件組織性能的影響

當(dāng)薄壁鋁合金鑄件加熱到不同溫度后保溫3.5min后的金相組織都是不同的。溫度為820℃時(shí)，金相組織里有鐵素體以及少量的珠光體，這時(shí)候硬度以及抗拉能力都是比較低的。將溫度升到850℃～940℃之間時(shí)，金相組織就都是馬氏體了，但是其中的奧氏體量是不同的。當(dāng)溫度在850℃～920℃之間時(shí)，因?yàn)楸”阡X合金鑄件本身經(jīng)過形變，所以，在這個(gè)階段，溫度所提供的熱量主要所用于形核，其晶粒開始變得精細(xì)，其主要的表現(xiàn)就是馬氏體晶粒比較精細(xì)。當(dāng)溫度達(dá)到920℃～940℃時(shí)，這時(shí)候溫度提供的熱量主要共計(jì)于捷徑過程，表現(xiàn)為馬氏體的晶粒比較大。

對各階段的金相圖片的馬氏體轉(zhuǎn)變量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，發(fā)現(xiàn)隨著溫度的變化，馬氏體轉(zhuǎn)變量也在發(fā)生著變化，并存在一定的規(guī)律。

當(dāng)溫度超過850℃時(shí)，馬氏體轉(zhuǎn)變的速度開始下降。鋁合金具有擴(kuò)大奧氏體組織的作用，在溫度臨界點(diǎn)時(shí)，其會向奧氏體中擴(kuò)散，在加溫完成，保溫時(shí)間3.5min后，會得到更多的奧氏體組織。

根據(jù)統(tǒng)計(jì)分析可以看出硬度以及抗拉能力也是隨著溫度的變化而產(chǎn)生變化。當(dāng)溫度升高的時(shí)候，薄壁鋁合金鑄件的硬度以及抗拉能力都在增強(qiáng)，但是到了一定的溫度后，其硬度以及抗拉能力開始呈下降趨勢。

主要的原因是，在溫度為820℃～850℃之間時(shí)，奧氏體會增多，使得馬氏體轉(zhuǎn)變量增加，所以鋁合金的硬度及其抗拉能力都得到了提高；當(dāng)溫度達(dá)到850℃時(shí)，馬氏體組織開始變得更加精細(xì)，這個(gè)時(shí)候，鋁合金的硬度再一次的被提高，但是由于其晶粒形成過程的影響，奧氏體量不斷的增加，導(dǎo)致鋁合金硬度以及抗拉能力的增加速度變慢；當(dāng)溫度達(dá)到920℃～940℃時(shí)，溫度所提供的能量都被形變所吸收，這個(gè)時(shí)候組織將開始發(fā)生粗化，鋁合金的硬度以及抗拉能力開始呈下降的趨勢。

3 結(jié)論

（1）對于鋁合金來說，隨著溫度的升高其馬氏體轉(zhuǎn)變量不斷的減少。原因是溫度的升高會導(dǎo)致鋁合金的擴(kuò)散，從而奧氏體穩(wěn)定性提高，導(dǎo)致馬氏體轉(zhuǎn)變量開始下降；

（2）在降溫條件下可以獲得更加精細(xì)的馬氏體組織，這時(shí)候馬氏體轉(zhuǎn)變量增多導(dǎo)致鋁合金的性能提升；

（3）經(jīng)過試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：最佳的熱處理工藝溫度為920℃，然后保溫3.5min，最后利用室溫水直接進(jìn)行淬火。

4 結(jié)語

本文主要利用實(shí)驗(yàn)分析熱處理工藝對薄壁鋁合金鑄件組織性能的影響，希望對以后的研究有所幫助。