開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，通過改變基體材料的性能來提高開孔泡沫鋁性能成為制備高孔隙率及高比強(qiáng)度開孔泡沫鋁的關(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，因此可以通過對(duì)石膏型熔模法所制備開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，然后通過滲流工藝制備高孔隙率開孔泡沫鋁，在此基礎(chǔ)上，對(duì)所制備的開孔泡沫鋁進(jìn)行T6熱處理，并通過準(zhǔn)靜態(tài)壓縮實(shí)驗(yàn)研究變質(zhì)處理及熱處理對(duì)開孔泡沫鋁壓縮性能的影響。