前面我们已尽介绍了半固态成型的特点和用途,本文中国铸造网主要为您介绍半固态成形后的力学性能
由于半固态金属具有触变性,铸坯在成形中具有明显的超塑效应和充填性能,而且变形抗力也小,可在较高速度下变形。从变形机理分析,其变形过程是一个从塑性变形到超塑性变形的过程。表1所示为铝合金在不同的加工方法与热处理状态下的机械性能。从表中可以清晰地看出,半固态成形技术的优越性。譬如,经过触变成形的A356合金在T6热处理状态下,比经过普通砂型铸造所得的铝合金具有更优良的机械性能,并且可与锻件的性能相近。不少学者还研究了一些高熔点合金材料经过半固态加工后的力学性能,如表2所示。
表1 不同加工方法所获得铝合金的机械性能比较
合金名称 | 加工 方法 | 热处 理 状态 | 屈服 应力 (MN。 m-2) | 抗拉 强度 (MN。 m-2) | 延伸 率 (%) | 硬度 (HB) |
铸造合金 A356 (Al7Si0.3Mg) A357 (Al7Si0.6Mg) | SSM SSN SSM SSM SSM PM PM CDF SSM SSM SSM SSM SSM PM PM | 铸造 T4 T5 T6 T7 T6 T51 T6 铸造 T4 T5 T6 T7 T6 T51 | 110 130 180 240 260 186 138 280 115 150 200 260 290 296 145 | 220 250 255 320 310 262 186 340 220 275 285 330 330 359 200 | 14 20 5~10 12 9 5 2 9 7 15 5~10 9 7 5 4 | 60 70 80 105 100 80 - - 75 85 90 115 110 100 - |
锻造合金 2017 (Al4CuMg) 2024 (Al4Cu1Mg) 2219 (Al6Cu) 6061 (Al1MgSi) 7075 (Al6ZnMgCu) | SSM W SSM CDF W W SSM W SSM W SSM CDF W | T4 T4 T6 T6 T6 T4 T8 T6 T6 T6 T6 T6 T6 | 276 275 277 230 393 324 310 260 290 275 361 420 505 | 386 427 366 420 476 469 352 400 330 310 405 560 570 | 8.8 22 9.2 8 10 19 5 8 8.2 12 6.6 6 11 | 89 105 - - - 120 89 - 104 95 - - 150 |
CDF=闭模锻造 PM=金属模铸造 W=锻造加工
表2 一些高熔点合金在不同条件下机械特性的比较
高熔点合金 | 屈服应力 (MPa) | 抗拉强度 (MPa) | 延伸率 (%) |
铜CDA905 流变铸造状 流变铸造+均匀化 触变成形 砂型铸造 | 131 155 155 152 | 324 305 281 310 | 30 23 7 25 |
不锈钢A1S1304 触变铸造 蜡模铸造 不锈钢A1S1304L 应变诱发熔化激活 锻件 | 276 274 | 660 516 596 483 | 19 30 >30 57 |
不锈钢440C 流变铸造状 流变铸造+均匀化 锻件 | 1030 1650 1860 | 压缩实验 压缩实验 | |
M2工具钢(回火) 触变铸造 锻件(轴向) (横向) | 2370 2440 1230 | 弯曲实验 弯曲实验 | |
钨铬钴合金21 触变成形 标准值 触变成形 锻件 铸造 X-40流变铸造 X-40蜡模铸造 | 531 524 | 2050 2400 924 1550 700 662 745 | 弯曲实验 弯曲实验 8 28 6 3 7 |
钛合金Ti-20Co 流变铸造 模铸 钛合金Ti-2-Cu 流变铸造 模铸 Ti-17Cu-8Cu 流变铸造 | 168 139 126 121 212 | 486 454 170 162 388 | 7.4 1.4 9.5 1.9 8.8 |