Al-7Si-0.4Mg(質量分數，%)合金(A356)具有出色的鑄造性能、高比強度和良好的耐腐蝕性，得到了廣泛的應用[1,2]
輕量化進程對汽車結構件的性能提出了更高的要求
目前使用的鑄造鋁合金材料，其主要問題是強韌性不高
例如，鑄造A356合金的典型抗拉強度為280 MPa，延伸率5%~6%
微合金化是提高鑄造鋁合金性能的主要方法之一
研究表明，Al3M型金屬間化合物能提高鑄造鋁合金的性能[3~8]
能在鋁合金中生成Al3M型金屬間化合物的過渡金屬元素，有Sc[3~5]、Y、Ti、Zr[3~8]和Hf[8,9]
Prach[3]等發現，添加在高壓壓鑄Al-Mg-Si-Mn合金中Zr能促進枝晶異相形核，并提高鑄造鋁合金的高溫力學性能[10,11]
高溫力學性能的提高，主要歸因于二次枝晶間距的減小、晶粒的細化和含Zr第二相的生成
Yi等[12]研究了0.15%Zr(質量分數)對鑄造Al-1.6Mg-1.2Si-1.1Cu-0.15Cr合金的力學性能的影響
結果表明，Al3Zr相可將晶粒尺寸減小約29%，并在凝固過程中促進等軸晶組織的形成
鑄造Al-7Si-0.4Mg合金，是一種應用比較廣泛的材料
添加Zr元素的鑄造Al-7Si-0.4Mg合金熱處理后納米析出相的特征(定量尺寸、晶體結構)和室溫力學性能等性能，尚需進一步深入研究
本文研究Zr含量對Al-7Si-0.4Mg合金的組織和室溫力學性能的影響，分析不同Zr含量合金的初生α-Al晶粒特征以及含Zr金屬間化合物和時效析出相的變化，并討論微觀組織對力學性能的影響
1 實驗方法
將商業AlSi7Mg0.4合金熔化并添加適量的中間合金Al-10%Sr與Al-10%Zr(均為質量分數)，制備出實驗用Al-7Si-0.4Mg-xZr合金
添加Sr的主要目的，是對共晶Si進行變質
將熔體在720℃保溫并用氬氣除氣5 min，然后倒入預熱至250℃的金屬模具中(圖1)，得到狗骨狀拉伸試樣
合金的化學成分列于表1
圖2給出了4種合金的時效硬化曲線
對樣品進行T6熱處理(在540℃固溶10 h[13])，出爐水冷后在180℃[13]進行時效，根據合金的時效硬化曲線，時效時間均為8 h
圖1
圖1鑄件和拉伸試樣的尺寸
Fig.1Casting and dimensions of tensile specim
聲明：
“Zr含量對鑄造AlSi7Mg0.4合金力學性能的影響” 該技術專利(論文)所有權利歸屬于技術(論文)所有人。僅供學習研究，如用于商業用途，請聯系該技術所有人。
我是此專利(論文)的發明人(作者)
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編輯：中冶有色網
來源：張云翔,趙海東,朱霖,李昌海,武漢琦
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2025年08月07日 ~ 09日 
