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Al-17.5Si-4Cu-0.5Mg过共晶铝硅合金是代表性活塞合金,该合金由于硅含量较大,合金中初晶硅的尺寸和数量也随之增加,大块板片状的初晶硅导致材料的脆性增加,而且初晶硅的硬度较高,导致合金在切削过程中对刀具的磨损量较大,材料的加工性能也较差。本实验寻求一种新的热加工方式来改善合金的组织,从而达到提高合金性能的目的。本实验首先采用热模拟的方法,利用Gleeble-1500D热模拟机对重力铸造合金进行了热模拟实验,系统的研究了下重力铸造Al-17.5Si-4Cu-0.5Mg合金的热变形行为,研究结果表明:Al-17.5Si-4Cu-0.5Mg合金为正应变速率敏感材料;该合金可用Znenr-Hollomon参数双曲正弦形式来描述高温塑性变形时的流变应力行为;合金平均热变形激活能Q为278.97kJ/mol。基于动态材料模型(DMM)建立了Al-17.5Si-4Cu-0.5Mg合金的热加工图,并结合热加工图和显微组织分析获得了该合金较优的热变形工艺参数:变形温度400~470℃,应变速率0.1s-1。在该参数下进行了合金的热挤压实验,试样的抗拉强度达到了231.7MPa,较重力铸造上升了64%,伸长率较重力铸造上升了496%为了进一步改善合金组织提高合金性能,本实验先对合金进行挤压铸造再对挤压铸造合金进行热挤压。挤压铸造后发现介于铸件心部与外壳之间的区域初生硅含量较少,组织明显细化,该位置试样抗拉强度达到177.85MPa,相对于重力铸造略有提高,但是更重要的是在该区域由于压力的作用,初生硅明显减少且棱角钝化,有利于性能的提高。本实验为了研究挤压铸造合金热变形的最优条件,对挤压铸造合金进行了热模拟实验,研究发现,挤压铸造Al-17.5Si-4Cu-0.5Mg合金在相同变形条件下应力水平较重力铸造合金略高,说明挤压铸造合金变形相对更难,其合金热变形激活能为308.77kJ/mol,结合热加工图得到挤压铸造合金的合理热加工参数为:变形温度450℃~500℃,应变速率0.01s-1~0.1s-1。在该条件下对合金进行热挤压,抗拉强度达到了332.1MPa,较重力铸造提高了135%,伸长率为13.51%,较重力铸造提高了923.5%。