Mg元素 500μm 共晶S引基体 (c) Mg Conc.% 34.1 29.8 Mg元 25.6 21.3 17.0 12.8 85 4.3 500μm 500pm. 0.0 Ave 0.5 图45冷冻砂型和树脂砂型铸造试件微观成分面扫结果()冷冻铸造允素面扫分布 (b)树脂砂型铸造Si元素面扫分布(c)冷冻砂型铸造Mg元素面扫分d 树脂砂型铸 造Mg元素面扫分布 Fig.45 Micro-composition surface scanning results of frozen sand and resin sand casting specimens(a)Si element surface scanning distribution of frozen casting (b)Si element surface nning distribution of resin sand casting(c) Mg element surface scanning distribution of frozen sand casting element surface scanning distribution of resin sand casting 2.3冷冻铸造A356铝合金断口扫描分析 模式逐渐转变为高冷却速率下的韧性和脆性 500μ鬼文对A356铸造铝合金不同铸造方式 的混令断裂模式。不同凝固速率下试样拉伸断 (凝固速率)下的试件断口断裂形貌进行分 形貌特征也表明合金的强度随金属件冷却 析。图6为冷冻砂型和树脂砂型铸造铝合金 速率的提高而显著提高，主要原因是较高的 抗拉强度，从图中可以看出，A356铝合金轮 凝固速率使Si、Mg等合金元素可以更加均匀 毅平板件冷冻铸造抗拉强度可达223.73MPa, 地溶解到初生a-A!相的基体中，减弱了合金 树脂砂型铸件抗拉强度为20399MPa,冷冻 中成分偏析现象，同时晶粒细化导致断裂时 铸造较传统树脂砂型铸造的铸件坑拉强度显 裂纹通过的小尺寸晶粒晶界的长度显著增长， 著提高。图6工为冷冻铸造和树脂砂型铸造的 裂纹扩展的能量被逐渐耗损减弱而导致抗拉 试样拉伸断口在1000X00x时的断口形貌 强度升高川。从图6(d)中可以看出，在树 特征。从图1(a)和觳6)中可以明显看 脂砂型铸造的A356铝合金试样扫栅断日中， 出，在冷冻铸造的A356铝含金试样中，试样 共晶S存在明显的断裂痕迹，在冷冻砂型铸 的断口形貌中出现沃量的形状规则的韧窝状 造的A356铝合金试样扫描断日中，较少的共 和少量的脆性状断裂形貌，表明冷冻铸造 晶S与州基体发生脱粘现象，可见共晶S A356铝合金试样受抗拉破坏时发生了较为明 的尺寸、形貌较夫决定子A356铝合金强度的 显的韧性断裂和脆性断裂的混合断裂模式。在 大小。 树脂砂型铸造的A356铝合金试样中，A356 铝合金受抗拉破坏时试样的断口中存在微量 的韧窝断裂结构，大部分断裂结构为不规则 的解理台阶破坏形貌和长方状的撕裂结构形 貌，表明该试样的破坏过程发生的是明显的 脆性断裂模式，如图67(c)和图67(d)所示。 随着试件的凝固速率的提高，试样受外力破 坏时的断裂模式由低冷却速率下的脆性断裂图 45 冷冻砂型和树脂砂型铸造试件微观成分面扫结果（a）冷冻铸造 Si 元素面扫分布 （b）树脂砂型铸造 Si 元素面扫分布（c）冷冻砂型铸造 Mg 元素面扫分布（d）树脂砂型铸 造 Mg 元素面扫分布 Fig. 45 Micro-composition surface scanning results of frozen sand and resin sand casting specimens (a) Si element surface scanning distribution of frozen casting (b) Si element surface scanning distribution of resin sand casting (c) Mg element surface scanning distribution of frozen sand casting (d) Mg element surface scanning distribution of resin sand casting 2.3 冷冻铸造 A356 铝合金断口扫描分析 本文对 A356 铸造铝合金不同铸造方式 （凝固速率）下的试件断口断裂形貌进行分 析。图 56 为冷冻砂型和树脂砂型铸造铝合金 抗拉强度，从图中可以看出，A356 铝合金轮 毂平板件冷冻铸造抗拉强度可达 223.73MPa, 树脂砂型铸件抗拉强度为 203.90MPa，冷冻 铸造较传统树脂砂型铸造的铸件抗拉强度显 著提高。图 67 为冷冻铸造和树脂砂型铸造的 试样拉伸断口在 1000×，2000×时的断口形貌 特征。从图 67（a）和 67（b）中可以明显看 出，在冷冻铸造的 A356 铝合金试样中，试样 的断口形貌中出现大量的形状规则的韧窝状 和少量的脆性状断裂形貌，表明冷冻铸造 A356 铝合金试样受抗拉破坏时发生了较为明 显的韧性断裂和脆性断裂的混合断裂模式。在 树脂砂型铸造的 A356 铝合金试样中，A356 铝合金受抗拉破坏时试样的断口中存在微量 的韧窝断裂结构，大部分断裂结构为不规则 的解理台阶破坏形貌和长方状的撕裂结构形 貌，表明该试样的破坏过程发生的是明显的 脆性断裂模式,如图 67（c）和图 67（d）所示。 随着试件的凝固速率的提高，试样受外力破 坏时的断裂模式由低冷却速率下的脆性断裂 模式逐渐转变为高冷却速率下的韧性和脆性 的混合断裂模式。不同凝固速率下试样拉伸断 口形貌特征也表明合金的强度随金属件冷却 速率的提高而显著提高，主要原因是较高的 凝固速率使 Si、Mg 等合金元素可以更加均匀 地溶解到初生 α-Al 相的基体中，减弱了合金 中成分偏析现象，同时晶粒细化导致断裂时 裂纹通过的小尺寸晶粒晶界的长度显著增长， 裂纹扩展的能量被逐渐耗损减弱而导致抗拉 强度升高[11] 。从图 6（d）中可以看出，在树 脂砂型铸造的 A356 铝合金试样扫描断口中， 共晶 Si 存在明显的断裂痕迹，在冷冻砂型铸 造的 A356 铝合金试样扫描断口中，较少的共 晶 Si 与 Al 基体发生脱粘现象，可见共晶 Si 的尺寸、形貌较大决定了 A356 铝合金强度的 大小。 500μm Mg 元 素 Mg 元素 Mg 元素 、Al 基 体 (c) (d) 500μm 500μm ) (d) 500μm 共晶 Si 基体 Mg 元 素 共晶 Si 基体 录用稿件，非最终出版稿