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開孔泡沫鋁制備及其性能研究（十二）

變質處理及熱處理對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構主要取決于所選聚氨酯網狀海綿的孔結構，而相對密度與聚氨酯網狀海綿的孔隙率有著一定的關聯。因此，在孔結構與相對密度一定的情況下，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度開孔泡沫鋁的關鍵。變質處理和固溶時效熱處理是增強鋁合金基體強度的有效方法，因此可以通過對石膏型熔模法所制備開孔泡沫鋁合金采用變質處理和固溶時效熱處理的方法，以提高高孔隙率開孔泡沫鋁合金的強度。

鋁硅合金的力學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、大小和分布，不同工藝的變質處理就是通過改變以上幾相的形貌從而提高鋁合金力學性能的。中間合金變質劑Al-B、Al-Ti對于亞共晶鋁硅合金具有較好的變質效果。其變質機理為B、Ti變質劑加入后，會反應生成與Al相同點陣類型和相近點陣常數的高熔點化合物Al₃Ti、TiB₂等，而可成為α-Al晶粒非自發形核核心，從而起到組織細化作用。

固溶熱處理是通過將試樣加熱到單相固溶區的適當溫度，并在該溫度下保持足夠長的時間，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保留至室溫，以達到強化效果。固溶處理的效果與成分、合金原始組織、淬火條件、預熱處理以及淬火后組織特征有關。人工時效處理則是通過將經固溶處理后的試樣加熱到一定溫度，并保持一段時間后緩慢冷卻至室溫，以使沉淀強化相從過飽和固溶體中析出，從而起到強化的效果。

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變質劑，對ZL101鋁合金熔體進行變質處理，然后通過滲流工藝制備高孔隙率開孔泡沫鋁，在此基礎上，對所制備的開孔泡沫鋁進行T6熱處理，并通過準靜態壓縮實驗研究變質處理及熱處理對開孔泡沫鋁壓縮性能的影響。