T6熱處理對局部加載擠壓鑄造大重量鋁合金飛輪殼件組織和力學性能的影響
前言：對于溶解處理，最佳力學性能（屈服強度、抗拉強度和延伸率分别為133 MPa、243 MPa和14%）在550℃/3 h條件下獲得。随着時效時間的增加，強度先增加後減小。經過8 h/175℃時效處理（在固溶處理後），最大抗拉強度和屈服強度分别達到312 MPa和251 MPa。經過T6熱處理後，矽的形态發生明顯的球化和粗化。
随着汽車工業的發展和全球能源短缺問題日益嚴重，對于汽車的要求在確定品質的前提下趨向于節能和環保。汽車的輕量化設計通過降低能耗來減少環境污染。汽車零部件的輕量化已成為汽車工業的發展趨勢。由于其低密度，鋁合金廣泛應用于汽車工業，如車輪、發動機飛輪殼、底盤等元件。為了進一步提高零部件的力學性能、細化鑄造組織并滿足市場品質要求，通過微合金化調控鋁合金的顯微組織形貌進行了大量研究。
Al-Si-Mg合金零件的鑄造組織由粗大的α-Al固溶體、呈樹枝狀網格結構的層狀Al-Si共晶相、Mg2Si相和其他雜質組成，直接導緻合金的強度較低，限制了其應用。Si的含量、形狀和分布對鋁合金的力學性能有重要影響。适當調控共晶矽的形貌可以有效提高力學性能。
通過某種強化機制（如細晶強化、固溶體強化、變形強化、第二相強化），可以有效改善鋁合金的力學性能。上述強化方法對合金的力學性能的改善效果有限，不能滿足産品性能的要求。熱處理工藝是改善成型結構件機械性能的良好選擇。适當的鑄造件熱處理可以促進次生相的析出，進一步提高機械性能，并在延性和強度之間實作平衡。報道了通過T6熱處理顯著提高添加Cu的Al-Si-Mg合金的強度。T6熱處理後的強化與α-Al基體中保留的Cu有關。
Kang等研究了溶解處理溫度和時間（在時效之前）對壓鑄通氣零件的顯微組織和力學性能的影響。Mg2Si和共晶Si的球度和面積随着溶解處理溫度和時間的增加而增加。在520℃/1.5 h的溶解處理條件下獲得了最大的抗拉強度和屈服強度，這與析出強化、氣孔的初始裂紋位置和擴充路徑有關。
T6熱處理（溶解處理和人工時效處理）通常用于鋁合金的熱處理。共晶矽顆粒的球化改善了合金的延展性和斷裂韌性，并且T6熱處理通過形成大量細小的析出物提高了鋁基體的強度，這通常導緻屈服強度的增加。時效處理後析出物的分散阻礙了位錯的移動，進而改善了機械性能。研究了T6熱處理參數對Al-Si-Cu合金的影響，抗拉強度和硬度分别提高了95%和22%，達到了340 MPa和122 HV。擠壓鑄造是制造具有高機械性能的複雜零件的有用工藝。
研究了T6熱處理參數對鋁制發動機飛輪殼部件局部加載區域的顯微組織和機械性能的影響。設計了單變量控制試驗，并從具有最佳機械性能的鑄件中取樣進行拉伸和顯微組織分析，以确定最佳溶解溫度和時間、時效溫度和時間。本實驗使用了具有良好鑄造性能和耐腐蝕性的ZL104鋁合金。
實驗中的局部加載區域：(a) A側取樣位置；(b) B側取樣位置；(c) 機械性能測試樣品的尺寸。A和B代表不同的側面，1、2和3代表同一側面上的不同位置，S和X分别表示上方和下方。采用國家标準GB/T 25,745–2010确定了ZL104鋁合金T6熱處理的工藝參數。根據DSC曲線，ZL104的固相線溫度為564.8°C，液相線溫度為622.9°C。由于工件結構複雜，實驗中選擇的固溶處理溫度不超過555°C。
結論：設計了20組熱處理實驗，研究了固溶溫度、固溶時間、時效溫度和失效時間對飛輪殼部件的力學性能的影響。樣品經過研磨和機械切割後，使用Keller試劑（5 ml硝酸 + 3 ml鹽酸 + 2 ml氫氟酸 + 190 ml水）進行腐蝕處理，腐蝕時間為12秒，以進行顯微組織觀察。
