均匀化处理对5A01合金组织及性能的影响

　　高镁5A01合金进行均匀化主要是消除枝晶偏析、非平衡相溶解和过饱和的过渡元素相的沉淀，使溶质的浓度逐渐均匀化[1-2]。其次，均匀化退火可改善热、冷变形后的性能，均匀化退火还可以降低变形抗力，提高设备的生产效率及减少变形功的消耗[3-4]。最后，均匀化退火可以消除铸锭内部的残余应力，改善铸锭的力学性能、加工性能[5-6]，是高镁铝合金的一个重要工艺过程。

　　本文对5A01合金在半连续铸造条件下的铸态组织、不同条件下的均匀化组织和性能变化进行研究，确定最佳的均匀化处理工艺。

　　1 熔铸及均匀化处理工艺

　　5A01合金成分中含量最多的是金属元素镁，它的性质决定了其熔体流动性较差，再加上含有锰和锆等元素，所以熔体的粘度高，在铸造过程中容易产生冷隔、铸造裂纹，需适当调整铸造温度、铸造速度、水压等铸造参数。

　　在铸锭中部切取试样，采用DSC分析确定5A01铸态合金的过烧温度，采用物相分析、光学显微镜和扫描电镜观察铸态金相显微组织以及相分布的均匀性，采用拉伸力学性能评估方法研究均匀化处理温度和时间及冷却速度对铸态合金组织和性能的影响，设定铸锭均匀化温度为430、450、470、490、510 和 530℃， 时间为16、24和36h，采用风冷、水冷、炉冷三种方式进行试验。

　　2 均匀化处理对合金力学性能的影响

　　2.1 铸态显微组织分析

　　铸态样品显微组织如图1所示。可以看出，铸态条件下晶界清晰，偏析比较严重，平均晶粒大小为100μm，晶内有弥散分布的质点，晶界上有比较粗大的质点。铸态显微组织为不规则的枝晶网络组织，在枝晶、晶界以及晶间存在第二相。5A01合金主要采用半连续铸造方法，铸造时边部冷却速度快，合金元素来不及从固溶体中析出而使合金基体处于过饱和状态;心部冷却缓慢，晶粒较大，共晶组织多，有明显的枝晶偏析。

　　2.2 均匀化处理对硬度的影响

　　铸态合金经不同的均火处理后硬度对比如图2所示。合金为铸态组织时，硬度会相对较高，是因为铸态组织的相结构的过饱和的程度较高， 再经过高温退火后，过饱和的固溶体会析出第二相， 但由于晶粒尺寸较大，对合金的硬度起不到很好的作用，同时由于析出第二相，使基体的固溶程度降低，硬度反而会下降。结果表明，在保温16h时，硬度值变化不明显; 保温24h时，硬度值在470℃达到峰值，在510℃又降到最低，硬度值呈先上升后下降再上升的趋势;保温36h时，在490℃降到最低，硬度值呈先下降后上升的趋势。