摘要：采用数值模拟和相似的成形方法，获得了具有线性偏析的ZL205A合金全包封低压铸件。利用能量色散光谱和扫描电镜对合金的微观组织进行了分析，探讨了线性偏析的形成机制。该方法创建的试验模型用于浇注铸件，有效地实现了线性分离。
导读
采用数值模拟和相似的成形方法，获得了具有线性偏析的ZL205A合金全包封低压铸件。利用能量色散光谱和扫描电镜对合金的微观组织进行了分析，探讨了线性偏析的形成机制。该方法创建的试验模型用于浇注铸件，有效地实现了线性分离。
随着航空航天领域的不断发展，对承重结构件的性能要求越来越高。作为高强度Al-Cu铸造铝合金，ZL205A合金低压铸件广泛应用于航空、航天、兵器等领域。在ZL205A合金全包覆铸件中，线性偏析是常见缺陷，其对铸件的力学性能有较大的危害。目前，由于线性偏析的形成机制尚未明晰，导致ZL205A合金大型圆柱形低压铸件的线偏析问题难以解决。
Al-Cu合金常用于偏析研究。研究者倾向于通过改进浇注系统、进料系统、铸造工艺、外加磁场，超声波，机械振动等方法来控制缺陷，但这无法从本质解决偏析的问题。在研究线性偏析形成特征的基础上，哈尔滨工业大学吴士平教授团队利用人工神经网络解决了不同铸件的凝固相似性问题。在相似建模的基础上，建立试验模型，揭示了ZL205A合金圆柱形低压铸件中线性偏析的形成机理。研究成果以题为“ Linear Segregation in Low-pressure Casting Zl205A Alloy Fully Enveloped Castings and Its Formation Mechanism”发表于期刊《International Journal of Metalcasting》。
结果表明，当阻碍系数≤0.129且P3=2P2，砂芯为酚醛树脂芯时，全包封低压铸件发生线性偏析。浇注阻碍因素和增压压力对线状偏析的形成起决定性作用。全包铸件的阻碍系数与砂芯的湿陷性有关，砂芯越容易坍塌，阻碍系数越高。
与狭缝浇注系统相连的局部铸件存在很大的热撕裂风险。在加压压力下，在狭缝浇口内以高浓度的Cu熔体进行热撕裂。形成线性偏析，偏析相为Al2Cu。
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编译：彭瑾
编辑/排版：江姗
校对：刘晨辉
审核：张正贺
来源：特铸杂志