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開(kāi)孔泡沫鋁制備及其性能研究（十二）

變質(zhì)處理及熱處理對(duì)泡沫鋁合金壓縮性能的影響（1）

引言

由于石膏型熔模法制備的開(kāi)孔泡沫鋁的胞孔結(jié)構(gòu)主要取決于所選聚氨酯網(wǎng)狀海綿的孔結(jié)構(gòu)，而相對(duì)密度與聚氨酯網(wǎng)狀海綿的孔隙率有著一定的關(guān)聯(lián)。因此，在孔結(jié)構(gòu)與相對(duì)密度一定的情況下，通過(guò)改變基體材料的性能來(lái)提高開(kāi)孔泡沫鋁性能成為制備高孔隙率及高比強(qiáng)度開(kāi)孔泡沫鋁的關(guān)鍵。變質(zhì)處理和固溶時(shí)效熱處理是增強(qiáng)鋁合金基體強(qiáng)度的有效方法，因此可以通過(guò)對(duì)石膏型熔模法所制備開(kāi)孔泡沫鋁合金采用變質(zhì)處理和固溶時(shí)效熱處理的方法，以提高高孔隙率開(kāi)孔泡沫鋁合金的強(qiáng)度。

鋁硅合金的力學(xué)性能主要取決于初晶α-A1、共晶硅、二次相金屬間化合物及孔隙的形態(tài)、大小和分布，不同工藝的變質(zhì)處理就是通過(guò)改變以上幾相的形貌從而提高鋁合金力學(xué)性能的。中間合金變質(zhì)劑Al-B、Al-Ti對(duì)于亞共晶鋁硅合金具有較好的變質(zhì)效果。其變質(zhì)機(jī)理為B、Ti變質(zhì)劑加入后，會(huì)反應(yīng)生成與Al相同點(diǎn)陣類型和相近點(diǎn)陣常數(shù)的高熔點(diǎn)化合物Al₃Ti、TiB₂等，而可成為α-Al晶粒非自發(fā)形核核心，從而起到組織細(xì)化作用。

固溶熱處理是通過(guò)將試樣加熱到單相固溶區(qū)的適當(dāng)溫度，并在該溫度下保持足夠長(zhǎng)的時(shí)間，使脫熔析出相充分溶入固溶體，隨后快速冷卻，使固溶體的過(guò)飽和狀態(tài)保留至室溫，以達(dá)到強(qiáng)化效果。固溶處理的效果與成分、合金原始組織、淬火條件、預(yù)熱處理以及淬火后組織特征有關(guān)。人工時(shí)效處理則是通過(guò)將經(jīng)固溶處理后的試樣加熱到一定溫度，并保持一段時(shí)間后緩慢冷卻至室溫，以使沉淀強(qiáng)化相從過(guò)飽和固溶體中析出，從而起到強(qiáng)化的效果。

本章選用ZL101鋁合金作為制備泡沫鋁的基體材料，通過(guò)加入Al-Ti、Al-B變質(zhì)劑，對(duì)ZL101鋁合金熔體進(jìn)行變質(zhì)處理，然后通過(guò)滲流工藝制備高孔隙率開(kāi)孔泡沫鋁，在此基礎(chǔ)上，對(duì)所制備的開(kāi)孔泡沫鋁進(jìn)行T6熱處理，并通過(guò)準(zhǔn)靜態(tài)壓縮實(shí)驗(yàn)研究變質(zhì)處理及熱處理對(duì)開(kāi)孔泡沫鋁壓縮性能的影響。