Mg含量对Al-20Si合金显微组织及力学性能的影响

　过共晶A1-Si合金具有密度小、热膨胀系数小、耐磨性能好、强度高、铸造成形性好、焊接性好和机械加工性能优良等一系列优点，被广泛应用到航空、航天、汽车及其他运载机械上，但目前国内外研制开发的过共晶铝硅合金的力学性能，在比强度和伸长率等方面尚不能与高强铸钢相匹敌，难以满足当前及今后汽车、飞机等运载机械零部件工业的发展要求，这主要是由于初生硅和共晶硅的尺寸较大，形貌复杂，严重影响过共晶铝合金的力学性能。因此，人们正从优化合金成分、净化处理、细化变质处理及热处理等方面对铸造铝硅合金进行研究，以期提高力学性能。合金化是提高过共晶铝合金的一种重要手段，其中Mg元素可以改善过共晶铝合金中初生硅的形貌和尺寸，本实验试图通过添加Mg元素来减少和细化初生硅，从而提高Mg-20Si合金的力学性能，研究了Mg元素在Mg-20Si合金中的作用，以及Mg含量对其显微组织及力学性能的影响。

　　本实验共制备4种成分的合金，Si含量均为20%（质量分数，下同），Mg含量分别为0、0.3%、0.9%、1.5%，余量为Al。原料采用工业纯铝、Al-30Si中间合金、纯镁。采用7.5kW井式电阻熔炼炉在铸铁坩埚中熔炼合金，在730℃精炼后缓慢降温，于710℃下静止1～2min后在金属型模具中浇铸，在铸锭同一位置取样进一步加工，测量其力学性能、硬度并观察显微组织。

　　在Al-20Si合金中加入Mg元素后，初生硅和共晶硅得到了明显的细化，随着Mg含量的增加，细化的效果越好，当Mg含量达到1.5%时，几乎看不到初生硅。随着Mg含量的增加，合金的抗拉强度逐渐升高，加入1.5%Mg后增加到162MPa，提高了26.52%，合金的伸长率也得到了明显的改善，呈先下降后上升的趋势，硬度的变化规律与伸长率的相反。