【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于鋁合金，具體涉及一種可顯著加速合金時效硬化響應的鑄造高強韌al-si合金及其制備方法。
技術介紹
1、隨著國家“雙碳”戰略的實施，節能減排和綠色環保的理念已逐漸深入人心。汽車輕量化作為實現這一目標的重要途徑，受到了廣泛關注和重視。al-si-mg-cu系合金因具有低密度、良好的耐蝕性以及出色的鑄造性能，而成為汽車輕量化的關鍵材料之一。
2、al-si-mg-cu系合金屬于可熱處理強化型合金，時效硬化是其最重要的強化機制。通過t6熱處理工藝，al-si-mg-cu系合金在峰值時效狀態時，基體內析出高密度細小彌散的β”、q'等亞穩相。此時，合金會獲得最大的強度和硬度。商用a356和a319合金就是通過適當的熱處理工藝來提高其力學性能的。然而，在獲得合金最佳力學性能的同時，通常意味著較長的熱處理周期。過長的熱處理時間，不僅極大的影響了生產效率，還增加了生產成本。此外，熱處理過程中較大的能源消耗通常伴隨著高的碳排放量。這對于追求綠色制造和可持續發展的現代工業來說是一個不容忽視的問題。因此，優化熱處理工藝，縮短熱處理時間，同時提高合金的性能，是al-si-mg-cu系合金生產中的一個重要研究方向。
技術實現思路
1、有鑒于此，本專利技術的目的是解決現有技術中al-si-mg-cu系合金的力學性能強化方法生產效率低、成本高、碳排放量高的技術問題，提供一種可顯著加速合金時效硬化響應的鑄造高強韌al-si合金及其制備方法，不僅有效的提升了熱處理后合金的力學性能，而且顯著加
2、本專利技術實現上述目的采取的技術方案如下。
3、第一方面，本專利技術提供一種可顯著加速合金時效硬化響應的鑄造高強韌al-si合金，以質量百分比計，包括：si：7.8％～8.0％、mg：0.5％～0.7％、cu:0.05％～0.2％、zn：1.8％～3.8％、sr：0.05％～0.12％、b：0.005％～0.03％，余量為al和不可避免的雜質元素。
4、優選的是，所述不可避免的雜質元素的質量百分比≤0.2％。
5、第二方面，本專利技術還提出上述可顯著加速合金時效硬化響應的鑄造高強韌al-si合金的制備方法，包括以下步驟：
6、步驟1：按比例稱取純al、純mg、純zn、al-si中間合金、al-cu中間合金、al-sr中間合金和al-b中間合金；
7、步驟2：將純al、al-si中間合金和al-cu中間合金加熱至800±2.5℃，待完全熔化后，降溫至750±2.5℃，保溫，得到合金液；
8、步驟3：向合金液中加入經過預熱的純mg以及純zn，待完全熔化后，攪拌均勻，保溫；
9、步驟4：向合金液中加入經過預熱的al-sr中間合金和al-b中間合金，待完全熔化后，攪拌均勻，保溫，得到變質的合金液；
10、步驟5：向變質的合金液中加入除渣劑，攪拌均勻后，撇去雜質，通入氬氣進行精煉，再次撇去雜質；
11、步驟6：待變質的合金液降溫至700±2.5℃時，澆注到預熱至100±2.5℃的鋼制模具中，得到鑄態合金；
12、步驟7：將鑄態合金在535±1℃固溶處理4h，淬火至室溫后，在180±1℃條件下時效處理2.5～4.5h，得到可顯著加速合金時效硬化響應的鑄造高強韌al-si合金。
13、優選的是，步驟1中，所述純al的純度≥99.9％、純mg的純度≥99.9％、純zn的純度≥99.9％。
14、優選的是，步驟1中，所述al-si中間合金為al-20.8wt％si，所述al-cu中間合金為al-50wt％cu，所述al-sr中間合金為al-10wt％sr，，所述al-b中間合金為al-3wt％b。
15、優選的是，步驟2中，所述保溫時間為30min。
16、優選的是，步驟2中，所述純al、al-si中間合金和al-cu中間合金預熱至200℃±2.5℃。
17、優選的是，步驟3中，所述攪拌時間為2min，所述保溫時間為5min。
18、優選的是，步驟3中，所述純mg以及純zn預熱至200℃±2.5℃。
19、優選的是，步驟4中，所述攪拌時間為3min，所述保溫時間為15min。
20、優選的是，步驟4中，所述al-sr中間合金和al-b中間合金預熱至200℃±2.5℃。
21、優選的是，步驟5中，所述攪拌時間為2min。
22、優選的是，步驟5中，所述除渣劑的用量為變質的合金液質量的1wt％。
23、優選的是，步驟5中，所述氮氣的純度為99.99％，所述氮氣的通氣時間為2min。
24、與現有技術相比，本專利技術的有益效果為：
25、本專利技術的本專利技術的原理：對于al-si-mg-cu系合金，合金峰值時效下強度的提高主要歸功于析出強化作用，本專利技術中zn的添加使得“β”相的反應活化能降低(mg-zn團簇可以作為mg-si析出物的成核位點，導致高密度mg-si析出物的形成)，這促進了均勻分布細小彌散的β”相的生成，從而實現了合金時效硬化響應的增強。
26、與現有技術相比，本專利技術的優點在于：
27、本專利技術還提出上述可顯著加速合金時效硬化響應的鑄造高強韌al-si合金，通過zn元素的加入，既有效的提升了al-si-mg-cu合金的強度和延伸率，又加速了其時效硬化響應，使得合金達到峰值硬度所需的有效時間減少。
28、本專利技術還提出上述可顯著加速合金時效硬化響應的鑄造高強韌al-si合金的制備方法，不僅極大的提高了鑄件的生產效率，還降低了能源的消耗，為實現綠色制造和可持續發展做出了貢獻。
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1.Al-Si合金，其特征在于，以質量百分比計，包括：Si：7.8％～8.0％、Mg：0.5％～0.7％、Cu:0.05％～0.2％、Zn：1.8％～3.8％、Sr：0.05％～0.12％、B：0.005％～0.03％，余量為Al和不可避免的雜質元素。
2.根據權利要求1所述的Al-Si合金，其特征在于，所述不可避免的雜質元素的質量百分比≤0.2％。
3.根據權利要求1～2任一項所述的Al-Si合金的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
4.根據權利要求3所述的Al-Si合金的制備方法，其特征在于，步驟1中，所述純Al的純度≥99.9％、純Mg的純度≥99.9％、純Zn的純度≥99.9％；
5.根據權利要求3所述的Al-Si合金的制備方法，其特征在于，步驟2中，
6.根據權利要求3所述的Al-Si合金的制備方法，其特征在于，步驟3中，所述純Mg以及純Zn預熱至200℃±2.5℃；
7.根據權利要求3所述的Al-Si合金的制備方法，其特征在于，步驟4中，所述Al-Sr中間合金和Al-B中間合金預熱至200℃±2
8.根據權利要求3所述的Al-Si合金的制備方法，其特征在于，步驟5中，所述攪拌時間為2min；
...【技術特征摘要】
1.al-si合金，其特征在于，以質量百分比計，包括：si：7.8％～8.0％、mg：0.5％～0.7％、cu:0.05％～0.2％、zn：1.8％～3.8％、sr：0.05％～0.12％、b：0.005％～0.03％，余量為al和不可避免的雜質元素。
2.根據權利要求1所述的al-si合金，其特征在于，所述不可避免的雜質元素的質量百分比≤0.2％。
3.根據權利要求1～2任一項所述的al-si合金的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
4.根據權利要求3所述的al-si合金的制備方法，其特征在于，步驟1中，所述純...
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