开孔泡沫铝制备及其性能研究（十二）

变质处理及热处理对泡沫铝合金压缩性能的影响（1）

引言

由于石膏型熔模法制备的开孔泡沫铝的胞孔结构主要取决于所选聚氨酯网状海绵的孔结构，而相对密度与聚氨酯网状海绵的孔隙率有着一定的关联。因此，在孔结构与相对密度一定的情况下，通过改变基体材料的性能来提高开孔泡沫铝性能成为制备高孔隙率及高比强度开孔泡沫铝的关键。变质处理和固溶时效热处理是增强铝合金基体强度的有效方法，因此可以通过对石膏型熔模法所制备开孔泡沫铝合金采用变质处理和固溶时效热处理的方法，以提高高孔隙率开孔泡沫铝合金的强度。

铝硅合金的力学性能主要取决于初晶α-A1、共晶硅、二次相金属间化合物及孔隙的形态、大小和分布，不同工艺的变质处理就是通过改变以上几相的形貌从而提高铝合金力学性能的。中间合金变质剂Al-B、Al-Ti对于亚共晶铝硅合金具有较好的变质效果。其变质机理为B、Ti变质剂加入后，会反应生成与Al相同点阵类型和相近点阵常数的高熔点化合物Al₃Ti、TiB₂等，而可成为α-Al晶粒非自发形核核心，从而起到组织细化作用。

固溶热处理是通过将试样加热到单相固溶区的适当温度，并在该温度下保持足够长的时间，使脱熔析出相充分溶入固溶体，随后快速冷却，使固溶体的过饱和状态保留至室温，以达到强化效果。固溶处理的效果与成分、合金原始组织、淬火条件、预热处理以及淬火后组织特征有关。人工时效处理则是通过将经固溶处理后的试样加热到一定温度，并保持一段时间后缓慢冷却至室温，以使沉淀强化相从过饱和固溶体中析出，从而起到强化的效果。

本章选用ZL101铝合金作为制备泡沫铝的基体材料，通过加入Al-Ti、Al-B变质剂，对ZL101铝合金熔体进行变质处理，然后通过渗流工艺制备高孔隙率开孔泡沫铝，在此基础上，对所制备的开孔泡沫铝进行T6热处理，并通过准静态压缩实验研究变质处理及热处理对开孔泡沫铝压缩性能的影响。