擠壓鑄造與超聲處理對鑄造鋁鋰合金組織與性能的影響

潘宇，李建宇，陳露，呂書林，吳樹森，郭威

擠壓鑄造與超聲處理對鑄造鋁鋰合金組織與性能的影響

潘宇，李建宇*，陳露，呂書林，吳樹森，郭威

（華中科技大學 材料成形與模具技術全國重點實驗室，武漢 430074）

研究擠壓鑄造與超聲處理工藝對鑄造鋁鋰合金組織與性能的影響規律，分析工藝改變對組織細化及性能提升的作用機理，解決傳統重力鑄造下鋁鋰合金性能較差的問題。將擠壓鑄造（SC）與超聲處理（UT）相結合制備Al-2Li-2Cu-0.5Mg-0.2Zr合金，在熔體超聲2 min后，以50 MPa的擠壓力制備合金，探究各工藝對鑄造鋁鋰合金顯微組織與力學性能的影響。與傳統的重力鑄造（GC）相比，SC合金的孔隙率和成分偏析顯著降低，晶粒尺寸也明顯減小，特別是經過UT+SC處理的合金得到了進一步優化。經UT+SC處理后，Al-2Li-2Cu合金的極限抗拉強度（UTS）、屈服強度（YS）和伸長率分別為235 MPa、135 MPa和15%，與GC合金相比，分別提高了113.6%、28.6%、1 150%，與SC合金相比，分別提高了5.4%、3.8%、15.4%。UT+SC工藝能明顯提升鑄造鋁鋰合金的性能。UT+SC制備的Al-Li合金的強度和伸長率的提高歸因于孔隙率的降低、晶粒細化和第二相的均勻分布。將擠壓鑄造與超聲處理相結合制備鑄造鋁鋰合金解決了重力鑄造下合金性能較差的問題，為滿足航空航天要求的高強韌鑄造鋁鋰合金的制備提供了一種行之有效的新方法。

鑄造鋁鋰合金；擠壓鑄造；超聲處理；微觀組織；力學性能

鋁鋰（簡稱Al-Li）合金因其高模量和低密度等優異性能，在航空航天等領域受到了廣泛關注[1-4]。相關研究發現，在Al-Li合金中每添加1%（質量分數）的鋰元素，可以使其密度降低3%、彈性模量提高5%～6%（Li的質量分數不高于4.2%）[5-7]。……