2024年6月2日发(作者：卯访烟)
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Ｍａｙ．２００６
铸 造
ＶｏＩ．５５ ＮＯ．５
ＦＯＵＮＤＲＹ
挤压铸造２Ａ７０合金及热处理工艺研究
赵玉华 ，刘越 ，黄震威 ，孙旭东
（１．东北大学材料和冶金学院，辽宁沈阳１１０００６；２．沈阳航空工业学院材料工程系，辽宁沈阳１１００３４；
３冲国科学院金属研究所，辽宁沈阳１１００１６）
摘要：通过与金属型铸造对比试验，研究了挤压铸造工艺对２Ａ７０合金及热处理工艺的影响。结果表明：２Ａ７０合金在
压力下凝固，增加了液相过冷度和晶体生长速度，减轻了Ｓ（Ａ１ ＣｕＭｇ）相、Ａ１９ＦｅＮｉ相等中间相的偏析程度，并在一定程
度上细化了合金的胞晶组织，使时效相在晶内细小、弥散析出，Ａ１９ＦｅＮｉ相在晶界处分布更加均匀细小。同时，消除了
铸件的气孔和疏松等缺陷，提高铸件的致密度；挤压铸造铸件的组织不存在明显的方向性，力学性能达到了２Ａ７０变形
铝合金的水平；挤压铸造２Ａ７０合金热处理工艺为：固溶处理加热５３０℃、保温３ ｈ；时效处理加热１９０℃、保温１２ ｈ。
关键词：铝合金；挤压铸造；热处理；组织；力学性能
中图分类号：ＴＧ２４９．２；ＴＧ １４６．２ ｌ 文献标识码：Ａ文章编号：１００１—４９７７（２０Ｏ６）０５－０４６９—０４
Ｓｔｕｄｙ ｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ ｏｆ Ｓｑｕｅｅｚｅ Ｃａｓｔｉｎｇ ａｎｄ Ｈｅａｔ
Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｏｆ ２Ａ７０ Ａｌｌｏｙ
ＺＨＡＯ Ｙｕ—ｈｕａ’ ，，ＬＩＵ Ｙｕｅ。，ＨＵＡＮＧ Ｚｈｅｎ—ｗｅｉ ，ＳＵＮ Ｘｕ—ｄｏｎｇ’
（１．Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ ａｎｄ Ｍｅｔａｌｌｕｒｇｙ，Ｎｏｒｔｈｅａｓｔ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈｅｎｙａｎｇ １ １ ０００６，Ｌｉａｏｎｉｎｇ，Ｃｈｉｎａ；２．
Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｍｅｔａｌ Ｍａｔｅｒｉａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｓｈｅｎｙａｎｇ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ａｅｒｏｎａｕｔｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｓｈｅｎｙａｎｇ
１ １００３４，Ｌｉａｏｎｉｎｇ，Ｃｈｉｎａ；３．Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｍｅｔａｌ Ｒｅｓｅａｒｃｈ，ＣＡＳ，Ｓｈｅｎｙａｎｇ １ １００１６，Ｌｉａｏｎｉｎｇ，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＭｅｃｈａｎｉｃａＩ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ａｎｄ ｈｅａｔ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｏｆ ２Ａ７０ ａｌｌｏｙ ｐｒｏｃｅｓｓｅｄ ｂｙ ｔｈｅ
ｓｑｕｅｅｚｅ ｃａｓｔｉｎｇ ｗｅｒｅ ｓｔｕｄｉｅｄ ｔｈｒｏｕｇｈ ｔｈｅ ｃｏｎｔｒａｓｔ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ ｏｆ ｔｈｅ ｍｅｔａＩ ｍｏｕｌｄ ｃａｓｔｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ．Ｉｔ
ｉｎｄｉａｃｔｅｓ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｄｅｇｒｅｅ ｏｆ ｓｕｐｅ卜ｃ００ｌｉｎｇ ｉｎ ｌｉｑｕｉｄ ｐｈａｓｅ ａｎｄ ｔｈｅ ｒａｔｅ ｏｆ ｃｒｙｓｔａｌ ｇｒｏｗｔｈ ａｒｅ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ
ｗｈｉｌｅ ｔｈｅ ｓｏｌｉｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ２Ａ７０ ａｌｌｏｙ ｉＳ ｃａｒｒｉｅｄ ｕｎｄｅｒ ｔｈｅ ｐｒｅｓｓｕｒｅ，ｔｈｅ ｓｅｇｒｅｇａｔｉｏｎ ｄｅｇｒｅｅ ｏｆ ｔｈｅ
ｉｎｔｅｒｐｈａｓｅｓ，ｓｕｃｈ ａｓ Ｓ（ＡＩ２ｃｕＭｇ），ＡＩ９ＦｅＮ，ｉＳ ａｌｌｅｖｉａｔｅｄ．Ｔｏ ａ ｃｅｒｔａｉｎ ｅｘｔｅｎｔ，ｔｈｅ ｇｒａｉｎ ｒｅｆｉｎｉｎｇ ｏｆ ｔｈｅ
ｃｅｌｌｕｌａｒ ｃｒｙｓｔａ１ ｗａｓ ｏｂｓｅｒｖｅｄ ａｎｄ ｔｈｅ ａｇｉｎｇ ｐｈａｓｅ ｉＳ ｔｈｉｎｌｙ ａｎｄ ｄｉｓｐｅｒｓｉｖｅｌｙ ｓｅｐａｒａｔｅｄ ｏｕｔ．ＡｌｏＦｅＮｉ ｉＳ
ｍｏｒｅ ｔｈｉｎｌｙ ａｎｄ ｕｎｉｆｏｒｍｌｙ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｇｒａｉｎ ｂｏｕｎｄａｒｙ．Ｓｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓｌｙ，ｔｈｅ ｄｅｆｅｃｔｓ ｓｕｃｈ ａｓ ａｉｒ
ｈｏｌｅ．ｐｏｒｏｓｉｔｙ ａｒｅ ｅｒａｓｅｄ．Ｔｈｅ ｄｅｎｓｉｙｔ ｉＳ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ．Ｔｈｅ ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｉｎ ｓｑｕｅｅｚｅ ｃａｓｔｉｎｇ ａｌｌｏｙ ｉＳ
ｎｏｎ—ｏｒｉｅｎｔｅｄｌｙ．Ｉｔ ｈａｓ ｔｈｅ ｓａｍｅ ｍｅｃｈａｎｉｃａＩ ｐｒｏｐｅｒｔｙ ａｓ ｔｈｅ ｗｒｏｕｇｈｔ ａｌｕｍｉｎｕｍ ａｌｌｏｙ ２Ａ７０ ｈａｓ．Ｔｈｅ
ｈｅａｔ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ｔｈｅ ｓｑｕｅｅｚｅ ｃａｓｔｉｎｇ ２Ａ７０ ａｌｌｏｙ ｉＳ：ｓｏｌｕｔｉｏｎ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｉｎ ５３０℃／３ ｈ．ａｇｉｎｇ
ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｉｎ １９０℃门２ ｈ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ａＩｕｍｉｎｕｍ ａｌｌｏｙ；ｓｑｕｅｅｚｅ ｃａｓｔｉｎｇ；ｈｅａｔ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ：ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ；ｍｅｃｈａｎｉｃａＩ ｐｒｏｐｅｒｔｙ
挤压铸造是使金属液在较高的压力下成形和凝固，
压气机叶片以及其他在较高温度下使用的零件［蜘，但对
实质是合金液在机械外力作用下结晶、补缩并伴有少
于用挤压铸造生产该合金的研究少见报道。本文对挤
量塑性变形的过程［１】。该工艺增加了金属液的过冷度和 压铸造２Ａ７０合金及热处理工艺进行了研究，探索用该
冷却速度，消除了铸件内气孑Ｌ和缩松等缺陷，有利于 工艺生产耐热变形铝合金的可能性，为国防和航空工
形成细晶结构并使铸件组织致密，是一种同时具有铸 业等领域耐热铝合金的生产提供新的工艺途径。
造和锻造两者优点的先进金属成型加工工艺。目前，
在挤压铸造机理及铝合金挤压铸造工艺等方面进行了
１ 试验方法
较多研究，并已广泛应用于高质量铸件的生产［２ 。
试验使用的２Ａ７０合金的化学成分见表ｌ。采用电
随着国防和航空Ｔ业的发展，迫切需要产品提高
阻坩埚炉在溶剂保护下熔炼２Ａ７０合金，熔炼温度７５０
生产率、降低成本，这给挤压铸造带来良好发展机
℃，Ｃ ＣＩ 精炼除气。采用２ ０００ ｋＮ挤压铸造机制备
遇嘲。２Ａ７０合金是可热处理强化的耐热变形铝合金，
０１００ ｍｍｘ６５ ｍｍ试样，浇注温度７１０℃，铸型预热温
在航空领域用于制造航空发动机活塞、叶轮、轮盘、
度３００℃左右，从浇注结束到加压开始时间不超过５ Ｓ，
收稿日期：２００６一Ｏｌ一２５收到初稿，２００６—０４—０６收到修订稿。
作者简介：赵玉华（１９６３一），男，辽宁省黑山县人，博士研究生，副教授，研究方向：铸造轻合金及耐磨合金。电话：０２４．８９７２３６７９，
Ｅｍａｉｌ：ｚｗｈｕａｎｇ８８＠ｇｍａｉｌ．ｃｏｎｌ
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Ｍａｙ２００６
ＦｏＵＮＤＲＹ
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保压时间１２０ Ｓ，比压为２００ ＭＰａ。并用挤压铸造模具
在相同预热条件下制备未加压试样与之进行对比试验。
切取试样，在不同温度下进行固溶处理和时效处
理，试样硬度测量用ＨＲ—ｌ ５０Ａ型洛氏硬度计。
分别采用日本岛津ＡＧ一５０００Ａ型万能电子试验拉伸
机、ＭＥＦ４Ａ金相显微镜、ＫＹＫＹ一２８００Ｂ型ＳＥＭ及
ＦＥＩ—Ｇ２０型ＴＥＭ进行力学性能检测和显微分析。
表１ ２Ａ７０合金的化学成分
Ｔａｂｌｅ １ Ｃｈｅｍｉｃａｌ ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ ｏｆ ２Ａ７０ ａｌｕｍｉｎｕｍ ａｌｌｏｙ．．，Ｂ（％）
２试验结果及分析
２．１ 挤压铸造２Ａ７哈金试样热处理工艺及力学性能
图ｌ为挤压铸造２Ａ７０合金在４９０、５１０、５３０℃三个
温度下的固溶处理曲线。可以看出，随着固溶时间的
延长，三个固溶温度下的硬度都存在先升后降的趋势，
随固溶温度的降低，合金硬度值减小。这是合金固溶
强化和中间相溶解共同作用的结果：合金固溶处理前
期，中间相逐渐溶人基体，因固溶强化使合金硬度提
高；随固溶时间的延长，中间相质点减少，增加了位
错的易动性，反而使合金硬度降低；随固溶温度的降
低，中间相扩散减慢，溶解量减少，合金固溶时间延
长且硬度较低。综合试验结果，确定挤压铸造２Ａ７０合
金固溶处理的方案为：固溶温度５３０℃，保温时间３ ｈ。
时间／ｒａｉｎ
图ｌ 固溶处理温度和时间对合金硬度的影响
Ｆｉｇ．１ Ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆｔｈｅ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ａｎｄ ｔｉｍｅ ｉｎ ｓｏｌｕｔｉｏｎ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ
ｏｎ ｔｈｅ ａｌｌｏｙ ｈａｒｄｎｅｓｓ
图２为挤压铸造２Ａ７０合金加热到５３０℃、保温３ ｈ后
在１７０、１９０、２１０℃三个温度下的时效曲线。从图中
看出，时效处理前期，合金硬度迅速提高，在保温时
间５ ｈ以前，三个时效温度下的硬度值相差不大。随着
保温时间的延长，１９０℃时效处理时硬度达到最高值，
而２１０℃时效处理时的硬度值在逐渐下降。挤压铸造
２Ａ７０合金时效处理过程硬度的变化与时效相ｓ相
（Ａ１２ＣｕＭｇ相）的析出过程密切相关，在１７０℃为欠时
效状态，析出相主要为Ｇ．Ｐ．区，而２１０℃时效处理
为过时效状态，析出相为ｓ 相和稳定相ｓ相。综合试
验结果，选择人工时效方案应为：时效温度１９０℃；
保温时间１２ ｈ。
８０
７５
７０
６５
复６０
王５５
５０
４５
４０
３５
时Ｉ司，ｈ
图２时效处理温度和时间对合金硬度的影响
Ｆｉｇ．２ Ｅｆｆｅｃｔｓｏｆｔｈｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅａｎｄｔｉｍｅｉｎ ａｇｉｎｇｔｒｅａｔｍｅｎｔ
ｏｎｔｈｅａｌｌｏｙｈａｒｄｎｅｓｓ
表２为２Ａ７０合金挤压铸造和未加压金属型铸造试
样的力学性能。可以看出，挤压铸造无论在铸态和热处
理态都较未加压金属型铸造的力学性能有提高，其中塑
性和韧性指标提高更明显。挤压铸造２Ａ７０合金经加热
５３０ ｏＣ、保温３ ｈ固溶处理和加热１９０℃、保温１２ ｈＡ．工
时效处理，力学性能达到了２Ａ７０￣金的锻件水平［司。
表２ ２Ａ７０合金试样的力学性能
Ｔａｂｌｅ ２ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｙ ｏｆ ２Ａ７０ ａｌｌｏｙ
２．２ ２Ａ７０合金显微组织结构分析
图３为２Ａ７０合金经挤压铸造和未加压金属型铸造
试样的横向及纵向显微组织对比。２Ａ７０合金的主要相
组成为 （Ａ１）基体）￣Ｓ（Ａ１２ＣｕＭｇ）相和Ａ１９ＦｅＮｉ相，金属型
铸造合金胞晶较粗大，组织不均匀，强化相ｓ相呈蜂窝
状在晶界处密集分布，偏析严重，且晶界边界模糊，
可能存在气孑Ｌ和疏松等铸造缺陷。合金经挤压铸造，
胞晶尺寸减小，各相的偏析程度减轻，组织较均匀致
密，晶界处可明显看到呈暗黑色的片状强化相Ａ１９ＦｅＮｉ
相，且横、纵向组织无明显差别。
挤压铸造金属液在压力下凝固，根据压力与熔点
的函数关系［７１：
ｄ 熔
一
Ｔｒ￣（ｖ液一 固）
Ｑ熔
近似计算可采用下式：
（２）
２Ａ７０合金的体积收缩窭为６．５ ｌ， 熔化潜热为３９６
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铸造 赵玉华等：挤压铸造２Ａ７０台盘及热处理工艺研究 ４７１・
ａ）童碾 ｛ 铸造横向 Ｉｂ１套眉犁铸造纵向
３
Ｉ 持 磷造横向 （ｄ）挤Ｊ 铸避纵
同铸址Ｊ艺２Ａ７０台 的书 趾｛趣 鲤
ｌ。ｉｇ ３ Ｍ￣ｌａｌｌｔＩｒ ｒＪ ａｌＩｎＩｃｍｓｃ叩ｃ ｓｔｒａｃｔｕｒｅ ｉｎ ２Ａ７０ ａｌＩｏｙ‘ ｔｈｅ ｄｉＩＴｃｒｅｎ！ｃａｓｔｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ
ｋＪ・ｋ ．晰噬为２．８ ｇ・ｃｍ，怀准大 Ｋ Ｆ熔点９３３ Ｋ．
ＩＩＩ式ｆ２川‘算僻．合金的士靠点提高约ｌ（Ｊ＿７ Ｋ，十¨心地
『Ｊ Ｊ】ｒ金属液的过冷度， 之挤 铸造仳使制件与模肄
紧晰接触．减小 件。 模 而的热阻． 陕＿ｒ导
热速度．＿九，（减轻ｒ Ｓ（ＡＩ￣＇ｕＭｇ））（Ｉ｛ ＡＩ ＦｅＮｉ捌等ｌ『１ ｍＪ
卡Ｈ的偏析 嘘．ｊ十任一定程度 细化ｒ 台金的胞晶
问棚分 例 改善．艟１埘 小Ｈ分ｎ 均０Ｊ；挤 铸造
横向 ｊ纵同绀 ５差刖小大，释向导性 明显
２Ａ７０合金经同熔处理．Ｓ（ＡＩ，Ｃｕ／ｖｌｇ）￣Ｈ闻溶人 （ＡＩ）
体形成过饱和 溶体．导致Ｉ 处ｒｆ１ＩｈＪ￣ｆｌ明显减少． ．
…于挤压铸造【】，问中Ｈ卦¨小Ｈ分ｍ均匀， 溶处理后在
埴悼ｑ 分 】较均匀．使时效相细小、均匀析Ｈ｛，这在
５的金 铸造 ｊ挤ＪＫ铸造的ＴＥＭ组织对比中得到
验匝
组织 Ｉ Ｉ，０ｆＪ４，挤¨｛铸造使 Ｊ 激 较『岛的 Ｊ 凝
充 速艘相对较小，补缩能力强，消除了铸件的
气孔和疏松等缺陷．提高了铸件的致密度，这些也都
明显提高ｒ合金的 ：性能（地表２）
从图４¨Ｉ１可以看出挤压铸造＿邗未加压金属 铸造
合金ｉＩＩ』Ｊ¨人铁和镍形成ＡＩ ＦｅＮｉ相，具有很好的热
稳定ｆｆ：．不参与时效过程，经过同溶处理和人工时效
后，在品 处ＡＩ ＦｅＮｉ相通过扩散形成颗粒丰Ｈ
止 滑移
铸造合金
１。阻
同６可以看出．Ａｌ ｅＮｉ￥￣在合金挤压
处分布更为细小．是由于挤压铸造后
２Ａ７０合金经过热处理后， Ｊｆ９３铸忐金中Ｈ 触组织梢
此，品粒尺寸变化不大．品界处巾 枉Ｉ明显碱少儿形
怎发生变化；挤 铸造卜ｊ束１Ｊ『】ＩＩｉ 铸造卡Ｈ比．ｔＩ－
ＡＩ ＦｅＮｉ十Ｈ分布更ｌＪＪｎ均匀－￣ｌｌｌｄ，之敞
ａ１ 型游墙惜 １ｂ｝
ｌ ４
州铸造纵 ㈦特．１：铸造枯向
ｌ 微 ｉ纵
ａｇｉｎｇ
ｆｃ）挤 铸造艟
铸造【｛ ２ＡＴｆｌ 参 故址ｊ 响
Ｆｉｇ ４ ＭｅｌａＩｌｕｒｇｒｉｔａ￣ｌ ｍ￣ｃｒｏｓｃｏｐｅ ｓｔｎ￣ｃｔｕｒｅ ｉｎ ２Ａ７１］ａｌｌｏｙ ｏｔ ｔｈｅ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｃａＭｉｎｇ ｐｒｏｃ￣ｓｓ ｆｏｌｌｏ￣，ｅｄ ａｌｍ ｃ
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Ｉ９１Ｊ（Ｉ ｂＪ技Ｉ２Ｉ１ ０ Ｍ 丑！
ＦＩｇ ５ ＴＥＭ ｐｈｏｔｏ ｏｆ２Ａ７０ ａｌｌｏｙ ｂｙ ａｂｄｎｇ［ｒｃ ｍ ｎｌｌｌ】Ｉ９１｝ｔ。 Ｉ２ ｈ
７勾术加¨｛ 腻－ 锊造和挤 锊造２Ａ７０合金的
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大．内 仔 ：较严重偏析．第二相、夹杂物等在． 羿
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Ｍａｖ ２００６
４ ２ ＦＯＵＮＤ开Ｙ
Ｖ０Ｉ ５５ ＮＯ．５
【ａ１金 铸造 Ｉｂ计 Ｊｈ恃迅
ＩＩ＇ｌｈｊ ｒｌｌｌｆ９ Ｊｌ５靴和舒柑 ０ ２Ａ７０＃ Ｉ １ ＵＩＪ，Ｉ艘１２ ｈ的 ｌ
Ｆｉｇ ６ Ｐａｔｔｅｒｎ ａｎｄ ｄｉｓｔｎｂｕｆｏｉ ＩＬ￣ｆｌｈｅｉｎｌｅｒｐｈａｓｃｉｎ ｇｒａｉｎ ｂ￣ｌｕｎｄａｑ￣ｉｎ ２Ａ７０ ａｌｌｏｙ ｐｒｏｃｅｇｓｅｄ ｂｙｔｈｅ ａｇｉｎｇＩｒｅａｔｍｃｎｔｉｎ １９（Ｉ℃ １２ ｈ
处严重富集（如图３ａ所乐），泼样容易沿着晶界或内部
缺陷处断裂；而挤压铸造试样品社较细，偏析程度减
轻．第二相、杂质相的分布较均匀【如罔３ｃ所 Ｉ，内
部的夹杂物、析 ５相在 界、、匝品 或 他范’ 流变
不连续的地方发生位错塞私｝，产牛Ｉ 打集中．进而开
精形成显微 Ｌ洞．随着应变的增加．显微孔洞 断增
大．１丰日Ｔｆ件Ｈ：．直刮材料发生缩颈和破断 １．这些世
是导致挤¨ 铸造力学。 能与金属割铸造相比冉较大提
高的原 ．合金热处理后．
ｌ
削－】被强化导致脆性增
ａ）金届型铸造 ｂｌ金属 铸造时教处职 ＿ｃ）僻 帱造 ｃｄ｝挤 铸造时敕处理
ｌ利７铸造２Ａ７０台金☆々托忡断［ 彤锍
Ｆｉｇ ７ Ｆｒａｃｅａｒｅ ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｓ．ｏｆｔｈｅ ｃａｓｔｉｎｇ ２Ａ７０ ａｌｌｏ）
３结论
３１
９
ＹＡＮＧ Ｌ Ｊ Ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｃａｓｔｉｎｇ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｏｎ ｔｈｅ ｐｒｕｐｅｒｔｉｅ６ ｏｆ
【１］２Ａ７０合金证压力下凝同．增加ｒ液卡Ｉ＝ｉ的过
ｓｑｕｅｅｚｅ ｃａｓｔｉａｇ ａｌｕｍｉｎｕｍ ａｎｄ ｚｉｎｃ ａｌｌｏｙｓ ｆＪ］Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｍａｔｅｎａｔｓ
Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ．２００３，Ｉ４ｆｌ：２９Ｉ一３９６
冷度和品体生长速度．大大碱轻ｒ ｓ（Ａｌ ｕＭｇ）卡Ｈ、
ＡＩ￣ＦｅＮｉ相等中问相的黼析程度．并住一定程度卜细化
ｒ台金的胞品组织＋他时敛卡【＿ ｌ ｉｑ细小、弥敞析 Ｉ，
ＡＩＡＺｅＮｉ相花晶界处分布更打¨均匀细小．¨日ｔ消阵了铸
件的气孔和疏松等缺陷，提高铸件的致密度
（２）挤 铸造铸件的组织 存住明显的方Ｍ性，
与金属型铸造相比较，合金的力学陛能大大提高．达
到丁２Ａ７０变形Ｉ｝｝｛合金的水半
５】
４Ｉ 齐ｄ 悝．娃｝ 壹．井霖挤１Ｊ游造 材料的 ｆ ［进堤 特种
铸造幔存包台盘，２０１）５，２５ Ｉ Ｊ：２８—３Ｉ
椎柯ｊ哉旧料 铸造技术的Ｍ 段墁 …罅Ｊ
１ｊ ｌ ６
２００３ ５２
６１ 引 Ｉ 航空材料≠册 编辑委员会中蚓缸 制料￣，ｌｌｌｈ前３卷）
『ＭＩ北京： 间标准ｆ｝｛版社．２００２
７】 齐丕 挤 铸造［Ｍ】北京：国骑Ｉ 业ｆｌｉ临＿｝ｌ＝ｌ９８４－－０５
剐 钟璃．ＩｈＪ健 ．筇周肤，等ＬＹＩ２台食的搞『ｋ诗瞌做 蝙斩
陂蕾方浊【Ｊ］盒强学报．２００１．３７【Ｉ Ｊ：４２－４６
（３）挤 铸造２Ａ７０台金ｌ口Ｔ进行热处理．锺过试
验确定的热处理Ｉ：岂为：固溶处理加热５３０℃、保温３
９１ ．ｉｌ１．潘利皱．潘欣挤 对品悱生长墟度眭控ｌ 间距的
ｈ；时效处理加热１９０℃．侏温ｌ２ ｈ
参考文献：
… －｝Ｉｌ目机撇１． 会译睹 业学套祷造ｆ 【帮＾巷、特种铸造
呐ｆｊ】特种铸造厦午Ｉ色台缸２００３（５）：３５ ３７
ｈ【｝】ｔ冉乜 同业 髌耻理｝煽写封ｉ ｆｆ乜金埔厦ｊｅ趣世理［Ｍ】 北
：
ｌ蜥ｌ－ ｌｌＩ版礼，Ｉ １ ｌ ０Ｋ
凡编 盒辑Ｉ｝｝忻【Ｍ】北小：… Ｊ业 ｛ｔ．Ｉ９９７ ｌ１１ ｝．
ｌ２］清缸川ｋ ｛｛｛铣卅宠院．北 制广．卉弃啸 俐『 台 锕断ｒ－
汁Ｈ ｒ Ｉ 『Ｍｌ北京：事｝ ： ” ｝Ｊ．１９７９
【Ｍ】此求：机械川Ｌ ｌ 檀 ．１９９７
［２】ＧＨＯｂ％％ＳＨＣＨＩ Ｍ Ｒ．ＶＩＫＩ［ＲＯＶＡ Ｓｑｕｅｅ／￣ｃａｓｔｉｎｇ：ｉｔｎ Ｌｗ 『 ｔｃ
ｌ】１＿Ｊｏｕｍａｌ ｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓ Ｉ￣ｏｃｃｓｓｉｎｇ Ｔｃｃｈｍｌｌｏｇｙ ２０（Ｒ）．１０Ｉ：卜一
（编辑：郭桂林，ｇｕｏｇｌ ｆｏｕｎｄｎ，ｗｏｒｌｄ．ｃｏｒｎ）
2024年6月2日发(作者：卯访烟)
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挤压铸造２Ａ７０合金及热处理工艺研究
赵玉华 ，刘越 ，黄震威 ，孙旭东
（１．东北大学材料和冶金学院，辽宁沈阳１１０００６；２．沈阳航空工业学院材料工程系，辽宁沈阳１１００３４；
３冲国科学院金属研究所，辽宁沈阳１１００１６）
摘要：通过与金属型铸造对比试验，研究了挤压铸造工艺对２Ａ７０合金及热处理工艺的影响。结果表明：２Ａ７０合金在
压力下凝固，增加了液相过冷度和晶体生长速度，减轻了Ｓ（Ａ１ ＣｕＭｇ）相、Ａ１９ＦｅＮｉ相等中间相的偏析程度，并在一定程
度上细化了合金的胞晶组织，使时效相在晶内细小、弥散析出，Ａ１９ＦｅＮｉ相在晶界处分布更加均匀细小。同时，消除了
铸件的气孔和疏松等缺陷，提高铸件的致密度；挤压铸造铸件的组织不存在明显的方向性，力学性能达到了２Ａ７０变形
铝合金的水平；挤压铸造２Ａ７０合金热处理工艺为：固溶处理加热５３０℃、保温３ ｈ；时效处理加热１９０℃、保温１２ ｈ。
关键词：铝合金；挤压铸造；热处理；组织；力学性能
中图分类号：ＴＧ２４９．２；ＴＧ １４６．２ ｌ 文献标识码：Ａ文章编号：１００１—４９７７（２０Ｏ６）０５－０４６９—０４
Ｓｔｕｄｙ ｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ ｏｆ Ｓｑｕｅｅｚｅ Ｃａｓｔｉｎｇ ａｎｄ Ｈｅａｔ
Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｏｆ ２Ａ７０ Ａｌｌｏｙ
ＺＨＡＯ Ｙｕ—ｈｕａ’ ，，ＬＩＵ Ｙｕｅ。，ＨＵＡＮＧ Ｚｈｅｎ—ｗｅｉ ，ＳＵＮ Ｘｕ—ｄｏｎｇ’
（１．Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ ａｎｄ Ｍｅｔａｌｌｕｒｇｙ，Ｎｏｒｔｈｅａｓｔ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈｅｎｙａｎｇ １ １ ０００６，Ｌｉａｏｎｉｎｇ，Ｃｈｉｎａ；２．
Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｍｅｔａｌ Ｍａｔｅｒｉａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｓｈｅｎｙａｎｇ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ａｅｒｏｎａｕｔｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｓｈｅｎｙａｎｇ
１ １００３４，Ｌｉａｏｎｉｎｇ，Ｃｈｉｎａ；３．Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｍｅｔａｌ Ｒｅｓｅａｒｃｈ，ＣＡＳ，Ｓｈｅｎｙａｎｇ １ １００１６，Ｌｉａｏｎｉｎｇ，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＭｅｃｈａｎｉｃａＩ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ａｎｄ ｈｅａｔ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｏｆ ２Ａ７０ ａｌｌｏｙ ｐｒｏｃｅｓｓｅｄ ｂｙ ｔｈｅ
ｓｑｕｅｅｚｅ ｃａｓｔｉｎｇ ｗｅｒｅ ｓｔｕｄｉｅｄ ｔｈｒｏｕｇｈ ｔｈｅ ｃｏｎｔｒａｓｔ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ ｏｆ ｔｈｅ ｍｅｔａＩ ｍｏｕｌｄ ｃａｓｔｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ．Ｉｔ
ｉｎｄｉａｃｔｅｓ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｄｅｇｒｅｅ ｏｆ ｓｕｐｅ卜ｃ００ｌｉｎｇ ｉｎ ｌｉｑｕｉｄ ｐｈａｓｅ ａｎｄ ｔｈｅ ｒａｔｅ ｏｆ ｃｒｙｓｔａｌ ｇｒｏｗｔｈ ａｒｅ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ
ｗｈｉｌｅ ｔｈｅ ｓｏｌｉｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ２Ａ７０ ａｌｌｏｙ ｉＳ ｃａｒｒｉｅｄ ｕｎｄｅｒ ｔｈｅ ｐｒｅｓｓｕｒｅ，ｔｈｅ ｓｅｇｒｅｇａｔｉｏｎ ｄｅｇｒｅｅ ｏｆ ｔｈｅ
ｉｎｔｅｒｐｈａｓｅｓ，ｓｕｃｈ ａｓ Ｓ（ＡＩ２ｃｕＭｇ），ＡＩ９ＦｅＮ，ｉＳ ａｌｌｅｖｉａｔｅｄ．Ｔｏ ａ ｃｅｒｔａｉｎ ｅｘｔｅｎｔ，ｔｈｅ ｇｒａｉｎ ｒｅｆｉｎｉｎｇ ｏｆ ｔｈｅ
ｃｅｌｌｕｌａｒ ｃｒｙｓｔａ１ ｗａｓ ｏｂｓｅｒｖｅｄ ａｎｄ ｔｈｅ ａｇｉｎｇ ｐｈａｓｅ ｉＳ ｔｈｉｎｌｙ ａｎｄ ｄｉｓｐｅｒｓｉｖｅｌｙ ｓｅｐａｒａｔｅｄ ｏｕｔ．ＡｌｏＦｅＮｉ ｉＳ
ｍｏｒｅ ｔｈｉｎｌｙ ａｎｄ ｕｎｉｆｏｒｍｌｙ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｇｒａｉｎ ｂｏｕｎｄａｒｙ．Ｓｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓｌｙ，ｔｈｅ ｄｅｆｅｃｔｓ ｓｕｃｈ ａｓ ａｉｒ
ｈｏｌｅ．ｐｏｒｏｓｉｔｙ ａｒｅ ｅｒａｓｅｄ．Ｔｈｅ ｄｅｎｓｉｙｔ ｉＳ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ．Ｔｈｅ ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｉｎ ｓｑｕｅｅｚｅ ｃａｓｔｉｎｇ ａｌｌｏｙ ｉＳ
ｎｏｎ—ｏｒｉｅｎｔｅｄｌｙ．Ｉｔ ｈａｓ ｔｈｅ ｓａｍｅ ｍｅｃｈａｎｉｃａＩ ｐｒｏｐｅｒｔｙ ａｓ ｔｈｅ ｗｒｏｕｇｈｔ ａｌｕｍｉｎｕｍ ａｌｌｏｙ ２Ａ７０ ｈａｓ．Ｔｈｅ
ｈｅａｔ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ｔｈｅ ｓｑｕｅｅｚｅ ｃａｓｔｉｎｇ ２Ａ７０ ａｌｌｏｙ ｉＳ：ｓｏｌｕｔｉｏｎ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｉｎ ５３０℃／３ ｈ．ａｇｉｎｇ
ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｉｎ １９０℃门２ ｈ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ａＩｕｍｉｎｕｍ ａｌｌｏｙ；ｓｑｕｅｅｚｅ ｃａｓｔｉｎｇ；ｈｅａｔ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ：ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ；ｍｅｃｈａｎｉｃａＩ ｐｒｏｐｅｒｔｙ
挤压铸造是使金属液在较高的压力下成形和凝固，
压气机叶片以及其他在较高温度下使用的零件［蜘，但对
实质是合金液在机械外力作用下结晶、补缩并伴有少
于用挤压铸造生产该合金的研究少见报道。本文对挤
量塑性变形的过程［１】。该工艺增加了金属液的过冷度和 压铸造２Ａ７０合金及热处理工艺进行了研究，探索用该
冷却速度，消除了铸件内气孑Ｌ和缩松等缺陷，有利于 工艺生产耐热变形铝合金的可能性，为国防和航空工
形成细晶结构并使铸件组织致密，是一种同时具有铸 业等领域耐热铝合金的生产提供新的工艺途径。
造和锻造两者优点的先进金属成型加工工艺。目前，
在挤压铸造机理及铝合金挤压铸造工艺等方面进行了
１ 试验方法
较多研究，并已广泛应用于高质量铸件的生产［２ 。
试验使用的２Ａ７０合金的化学成分见表ｌ。采用电
随着国防和航空Ｔ业的发展，迫切需要产品提高
阻坩埚炉在溶剂保护下熔炼２Ａ７０合金，熔炼温度７５０
生产率、降低成本，这给挤压铸造带来良好发展机
℃，Ｃ ＣＩ 精炼除气。采用２ ０００ ｋＮ挤压铸造机制备
遇嘲。２Ａ７０合金是可热处理强化的耐热变形铝合金，
０１００ ｍｍｘ６５ ｍｍ试样，浇注温度７１０℃，铸型预热温
在航空领域用于制造航空发动机活塞、叶轮、轮盘、
度３００℃左右，从浇注结束到加压开始时间不超过５ Ｓ，
收稿日期：２００６一Ｏｌ一２５收到初稿，２００６—０４—０６收到修订稿。
作者简介：赵玉华（１９６３一），男，辽宁省黑山县人，博士研究生，副教授，研究方向：铸造轻合金及耐磨合金。电话：０２４．８９７２３６７９，
Ｅｍａｉｌ：ｚｗｈｕａｎｇ８８＠ｇｍａｉｌ．ｃｏｎｌ
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Ｍａｙ２００６
ＦｏＵＮＤＲＹ
Ｖ０Ｉ．５５ ＩｑＯ．５
保压时间１２０ Ｓ，比压为２００ ＭＰａ。并用挤压铸造模具
在相同预热条件下制备未加压试样与之进行对比试验。
切取试样，在不同温度下进行固溶处理和时效处
理，试样硬度测量用ＨＲ—ｌ ５０Ａ型洛氏硬度计。
分别采用日本岛津ＡＧ一５０００Ａ型万能电子试验拉伸
机、ＭＥＦ４Ａ金相显微镜、ＫＹＫＹ一２８００Ｂ型ＳＥＭ及
ＦＥＩ—Ｇ２０型ＴＥＭ进行力学性能检测和显微分析。
表１ ２Ａ７０合金的化学成分
Ｔａｂｌｅ １ Ｃｈｅｍｉｃａｌ ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ ｏｆ ２Ａ７０ ａｌｕｍｉｎｕｍ ａｌｌｏｙ．．，Ｂ（％）
２试验结果及分析
２．１ 挤压铸造２Ａ７哈金试样热处理工艺及力学性能
图ｌ为挤压铸造２Ａ７０合金在４９０、５１０、５３０℃三个
温度下的固溶处理曲线。可以看出，随着固溶时间的
延长，三个固溶温度下的硬度都存在先升后降的趋势，
随固溶温度的降低，合金硬度值减小。这是合金固溶
强化和中间相溶解共同作用的结果：合金固溶处理前
期，中间相逐渐溶人基体，因固溶强化使合金硬度提
高；随固溶时间的延长，中间相质点减少，增加了位
错的易动性，反而使合金硬度降低；随固溶温度的降
低，中间相扩散减慢，溶解量减少，合金固溶时间延
长且硬度较低。综合试验结果，确定挤压铸造２Ａ７０合
金固溶处理的方案为：固溶温度５３０℃，保温时间３ ｈ。
时间／ｒａｉｎ
图ｌ 固溶处理温度和时间对合金硬度的影响
Ｆｉｇ．１ Ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆｔｈｅ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ａｎｄ ｔｉｍｅ ｉｎ ｓｏｌｕｔｉｏｎ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ
ｏｎ ｔｈｅ ａｌｌｏｙ ｈａｒｄｎｅｓｓ
图２为挤压铸造２Ａ７０合金加热到５３０℃、保温３ ｈ后
在１７０、１９０、２１０℃三个温度下的时效曲线。从图中
看出，时效处理前期，合金硬度迅速提高，在保温时
间５ ｈ以前，三个时效温度下的硬度值相差不大。随着
保温时间的延长，１９０℃时效处理时硬度达到最高值，
而２１０℃时效处理时的硬度值在逐渐下降。挤压铸造
２Ａ７０合金时效处理过程硬度的变化与时效相ｓ相
（Ａ１２ＣｕＭｇ相）的析出过程密切相关，在１７０℃为欠时
效状态，析出相主要为Ｇ．Ｐ．区，而２１０℃时效处理
为过时效状态，析出相为ｓ 相和稳定相ｓ相。综合试
验结果，选择人工时效方案应为：时效温度１９０℃；
保温时间１２ ｈ。
８０
７５
７０
６５
复６０
王５５
５０
４５
４０
３５
时Ｉ司，ｈ
图２时效处理温度和时间对合金硬度的影响
Ｆｉｇ．２ Ｅｆｆｅｃｔｓｏｆｔｈｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅａｎｄｔｉｍｅｉｎ ａｇｉｎｇｔｒｅａｔｍｅｎｔ
ｏｎｔｈｅａｌｌｏｙｈａｒｄｎｅｓｓ
表２为２Ａ７０合金挤压铸造和未加压金属型铸造试
样的力学性能。可以看出，挤压铸造无论在铸态和热处
理态都较未加压金属型铸造的力学性能有提高，其中塑
性和韧性指标提高更明显。挤压铸造２Ａ７０合金经加热
５３０ ｏＣ、保温３ ｈ固溶处理和加热１９０℃、保温１２ ｈＡ．工
时效处理，力学性能达到了２Ａ７０￣金的锻件水平［司。
表２ ２Ａ７０合金试样的力学性能
Ｔａｂｌｅ ２ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｙ ｏｆ ２Ａ７０ ａｌｌｏｙ
２．２ ２Ａ７０合金显微组织结构分析
图３为２Ａ７０合金经挤压铸造和未加压金属型铸造
试样的横向及纵向显微组织对比。２Ａ７０合金的主要相
组成为 （Ａ１）基体）￣Ｓ（Ａ１２ＣｕＭｇ）相和Ａ１９ＦｅＮｉ相，金属型
铸造合金胞晶较粗大，组织不均匀，强化相ｓ相呈蜂窝
状在晶界处密集分布，偏析严重，且晶界边界模糊，
可能存在气孑Ｌ和疏松等铸造缺陷。合金经挤压铸造，
胞晶尺寸减小，各相的偏析程度减轻，组织较均匀致
密，晶界处可明显看到呈暗黑色的片状强化相Ａ１９ＦｅＮｉ
相，且横、纵向组织无明显差别。
挤压铸造金属液在压力下凝固，根据压力与熔点
的函数关系［７１：
ｄ 熔
一
Ｔｒ￣（ｖ液一 固）
Ｑ熔
近似计算可采用下式：
（２）
２Ａ７０合金的体积收缩窭为６．５ ｌ， 熔化潜热为３９６
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铸造 赵玉华等：挤压铸造２Ａ７０台盘及热处理工艺研究 ４７１・
ａ）童碾 ｛ 铸造横向 Ｉｂ１套眉犁铸造纵向
３
Ｉ 持 磷造横向 （ｄ）挤Ｊ 铸避纵
同铸址Ｊ艺２Ａ７０台 的书 趾｛趣 鲤
ｌ。ｉｇ ３ Ｍ￣ｌａｌｌｔＩｒ ｒＪ ａｌＩｎＩｃｍｓｃ叩ｃ ｓｔｒａｃｔｕｒｅ ｉｎ ２Ａ７０ ａｌＩｏｙ‘ ｔｈｅ ｄｉＩＴｃｒｅｎ！ｃａｓｔｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ
ｋＪ・ｋ ．晰噬为２．８ ｇ・ｃｍ，怀准大 Ｋ Ｆ熔点９３３ Ｋ．
ＩＩＩ式ｆ２川‘算僻．合金的士靠点提高约ｌ（Ｊ＿７ Ｋ，十¨心地
『Ｊ Ｊ】ｒ金属液的过冷度， 之挤 铸造仳使制件与模肄
紧晰接触．减小 件。 模 而的热阻． 陕＿ｒ导
热速度．＿九，（减轻ｒ Ｓ（ＡＩ￣＇ｕＭｇ））（Ｉ｛ ＡＩ ＦｅＮｉ捌等ｌ『１ ｍＪ
卡Ｈ的偏析 嘘．ｊ十任一定程度 细化ｒ 台金的胞晶
问棚分 例 改善．艟１埘 小Ｈ分ｎ 均０Ｊ；挤 铸造
横向 ｊ纵同绀 ５差刖小大，释向导性 明显
２Ａ７０合金经同熔处理．Ｓ（ＡＩ，Ｃｕ／ｖｌｇ）￣Ｈ闻溶人 （ＡＩ）
体形成过饱和 溶体．导致Ｉ 处ｒｆ１ＩｈＪ￣ｆｌ明显减少． ．
…于挤压铸造【】，问中Ｈ卦¨小Ｈ分ｍ均匀， 溶处理后在
埴悼ｑ 分 】较均匀．使时效相细小、均匀析Ｈ｛，这在
５的金 铸造 ｊ挤ＪＫ铸造的ＴＥＭ组织对比中得到
验匝
组织 Ｉ Ｉ，０ｆＪ４，挤¨｛铸造使 Ｊ 激 较『岛的 Ｊ 凝
充 速艘相对较小，补缩能力强，消除了铸件的
气孔和疏松等缺陷．提高了铸件的致密度，这些也都
明显提高ｒ合金的 ：性能（地表２）
从图４¨Ｉ１可以看出挤压铸造＿邗未加压金属 铸造
合金ｉＩＩ』Ｊ¨人铁和镍形成ＡＩ ＦｅＮｉ相，具有很好的热
稳定ｆｆ：．不参与时效过程，经过同溶处理和人工时效
后，在品 处ＡＩ ＦｅＮｉ相通过扩散形成颗粒丰Ｈ
止 滑移
铸造合金
１。阻
同６可以看出．Ａｌ ｅＮｉ￥￣在合金挤压
处分布更为细小．是由于挤压铸造后
２Ａ７０合金经过热处理后， Ｊｆ９３铸忐金中Ｈ 触组织梢
此，品粒尺寸变化不大．品界处巾 枉Ｉ明显碱少儿形
怎发生变化；挤 铸造卜ｊ束１Ｊ『】ＩＩｉ 铸造卡Ｈ比．ｔＩ－
ＡＩ ＦｅＮｉ十Ｈ分布更ｌＪＪｎ均匀－￣ｌｌｌｄ，之敞
ａ１ 型游墙惜 １ｂ｝
ｌ ４
州铸造纵 ㈦特．１：铸造枯向
ｌ 微 ｉ纵
ａｇｉｎｇ
ｆｃ）挤 铸造艟
铸造【｛ ２ＡＴｆｌ 参 故址ｊ 响
Ｆｉｇ ４ ＭｅｌａＩｌｕｒｇｒｉｔａ￣ｌ ｍ￣ｃｒｏｓｃｏｐｅ ｓｔｎ￣ｃｔｕｒｅ ｉｎ ２Ａ７１］ａｌｌｏｙ ｏｔ ｔｈｅ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｃａＭｉｎｇ ｐｒｏｃ￣ｓｓ ｆｏｌｌｏ￣，ｅｄ ａｌｍ ｃ
川 删‘０饽造
５ ２Ａ７０
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Ｉ９１Ｊ（Ｉ ｂＪ技Ｉ２Ｉ１ ０ Ｍ 丑！
ＦＩｇ ５ ＴＥＭ ｐｈｏｔｏ ｏｆ２Ａ７０ ａｌｌｏｙ ｂｙ ａｂｄｎｇ［ｒｃ ｍ ｎｌｌｌ】Ｉ９１｝ｔ。 Ｉ２ ｈ
７勾术加¨｛ 腻－ 锊造和挤 锊造２Ａ７０合金的
锊态肢热处Ｐ｝ 态泼样的扎伸断¨Ｊ肜貌从 ７ａ币Ｉ１ｂ ｝
清楚地
难发 断【Ｊ的丰蟠特 为撕裂棱，埔ｒ棚：衅删秆』解弹
断裂．衷现ｆｌＪ脆‘ 断裂特瓤 ｌ『Ｉｊ在Ｊ割７ｃ ｌ＿
看到久 刚窝的存在．断裂而起伏不大，表现ｆ“韧性
断裂特征 阁？ｄ Ｊ【】既有 衡、剪 脬，义有撕裂棱，
属她台断Ｉ Ｊ形貌这是Ｉ 为金属 铸造台金胞晶较秆Ｉ
大．内 仔 ：较严重偏析．第二相、夹杂物等在． 羿
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Ｍａｖ ２００６
４ ２ ＦＯＵＮＤ开Ｙ
Ｖ０Ｉ ５５ ＮＯ．５
【ａ１金 铸造 Ｉｂ计 Ｊｈ恃迅
ＩＩ＇ｌｈｊ ｒｌｌｌｆ９ Ｊｌ５靴和舒柑 ０ ２Ａ７０＃ Ｉ １ ＵＩＪ，Ｉ艘１２ ｈ的 ｌ
Ｆｉｇ ６ Ｐａｔｔｅｒｎ ａｎｄ ｄｉｓｔｎｂｕｆｏｉ ＩＬ￣ｆｌｈｅｉｎｌｅｒｐｈａｓｃｉｎ ｇｒａｉｎ ｂ￣ｌｕｎｄａｑ￣ｉｎ ２Ａ７０ ａｌｌｏｙ ｐｒｏｃｅｇｓｅｄ ｂｙｔｈｅ ａｇｉｎｇＩｒｅａｔｍｃｎｔｉｎ １９（Ｉ℃ １２ ｈ
处严重富集（如图３ａ所乐），泼样容易沿着晶界或内部
缺陷处断裂；而挤压铸造试样品社较细，偏析程度减
轻．第二相、杂质相的分布较均匀【如罔３ｃ所 Ｉ，内
部的夹杂物、析 ５相在 界、、匝品 或 他范’ 流变
不连续的地方发生位错塞私｝，产牛Ｉ 打集中．进而开
精形成显微 Ｌ洞．随着应变的增加．显微孔洞 断增
大．１丰日Ｔｆ件Ｈ：．直刮材料发生缩颈和破断 １．这些世
是导致挤¨ 铸造力学。 能与金属割铸造相比冉较大提
高的原 ．合金热处理后．
ｌ
削－】被强化导致脆性增
ａ）金届型铸造 ｂｌ金属 铸造时教处职 ＿ｃ）僻 帱造 ｃｄ｝挤 铸造时敕处理
ｌ利７铸造２Ａ７０台金☆々托忡断［ 彤锍
Ｆｉｇ ７ Ｆｒａｃｅａｒｅ ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｓ．ｏｆｔｈｅ ｃａｓｔｉｎｇ ２Ａ７０ ａｌｌｏ）
３结论
３１
９
ＹＡＮＧ Ｌ Ｊ Ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｃａｓｔｉｎｇ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｏｎ ｔｈｅ ｐｒｕｐｅｒｔｉｅ６ ｏｆ
【１］２Ａ７０合金证压力下凝同．增加ｒ液卡Ｉ＝ｉ的过
ｓｑｕｅｅｚｅ ｃａｓｔｉａｇ ａｌｕｍｉｎｕｍ ａｎｄ ｚｉｎｃ ａｌｌｏｙｓ ｆＪ］Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｍａｔｅｎａｔｓ
Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ．２００３，Ｉ４ｆｌ：２９Ｉ一３９６
冷度和品体生长速度．大大碱轻ｒ ｓ（Ａｌ ｕＭｇ）卡Ｈ、
ＡＩ￣ＦｅＮｉ相等中问相的黼析程度．并住一定程度卜细化
ｒ台金的胞品组织＋他时敛卡【＿ ｌ ｉｑ细小、弥敞析 Ｉ，
ＡＩＡＺｅＮｉ相花晶界处分布更打¨均匀细小．¨日ｔ消阵了铸
件的气孔和疏松等缺陷，提高铸件的致密度
（２）挤 铸造铸件的组织 存住明显的方Ｍ性，
与金属型铸造相比较，合金的力学陛能大大提高．达
到丁２Ａ７０变形Ｉ｝｝｛合金的水半
５】
４Ｉ 齐ｄ 悝．娃｝ 壹．井霖挤１Ｊ游造 材料的 ｆ ［进堤 特种
铸造幔存包台盘，２０１）５，２５ Ｉ Ｊ：２８—３Ｉ
椎柯ｊ哉旧料 铸造技术的Ｍ 段墁 …罅Ｊ
１ｊ ｌ ６
２００３ ５２
６１ 引 Ｉ 航空材料≠册 编辑委员会中蚓缸 制料￣，ｌｌｌｈ前３卷）
『ＭＩ北京： 间标准ｆ｝｛版社．２００２
７】 齐丕 挤 铸造［Ｍ】北京：国骑Ｉ 业ｆｌｉ临＿｝ｌ＝ｌ９８４－－０５
剐 钟璃．ＩｈＪ健 ．筇周肤，等ＬＹＩ２台食的搞『ｋ诗瞌做 蝙斩
陂蕾方浊【Ｊ］盒强学报．２００１．３７【Ｉ Ｊ：４２－４６
（３）挤 铸造２Ａ７０台金ｌ口Ｔ进行热处理．锺过试
验确定的热处理Ｉ：岂为：固溶处理加热５３０℃、保温３
９１ ．ｉｌ１．潘利皱．潘欣挤 对品悱生长墟度眭控ｌ 间距的
ｈ；时效处理加热１９０℃．侏温ｌ２ ｈ
参考文献：
… －｝Ｉｌ目机撇１． 会译睹 业学套祷造ｆ 【帮＾巷、特种铸造
呐ｆｊ】特种铸造厦午Ｉ色台缸２００３（５）：３５ ３７
ｈ【｝】ｔ冉乜 同业 髌耻理｝煽写封ｉ ｆｆ乜金埔厦ｊｅ趣世理［Ｍ】 北
：
ｌ蜥ｌ－ ｌｌＩ版礼，Ｉ １ ｌ ０Ｋ
凡编 盒辑Ｉ｝｝忻【Ｍ】北小：… Ｊ业 ｛ｔ．Ｉ９９７ ｌ１１ ｝．
ｌ２］清缸川ｋ ｛｛｛铣卅宠院．北 制广．卉弃啸 俐『 台 锕断ｒ－
汁Ｈ ｒ Ｉ 『Ｍｌ北京：事｝ ： ” ｝Ｊ．１９７９
【Ｍ】此求：机械川Ｌ ｌ 檀 ．１９９７
［２】ＧＨＯｂ％％ＳＨＣＨＩ Ｍ Ｒ．ＶＩＫＩ［ＲＯＶＡ Ｓｑｕｅｅ／￣ｃａｓｔｉｎｇ：ｉｔｎ Ｌｗ 『 ｔｃ
ｌ】１＿Ｊｏｕｍａｌ ｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓ Ｉ￣ｏｃｃｓｓｉｎｇ Ｔｃｃｈｍｌｌｏｇｙ ２０（Ｒ）．１０Ｉ：卜一
（编辑：郭桂林，ｇｕｏｇｌ ｆｏｕｎｄｎ，ｗｏｒｌｄ．ｃｏｒｎ）