表1试验用AlSi7Mg0.3合金成分(质量分数/%)

试样随轮毂一起用连续式热处理炉进行固溶处理(535 ℃×6 h)和时效处理(135 ℃×8 h)。从Y型试块取拉伸试棒和无缺口冲击试块(10 mm×10 mm×55 mm)。从试样断口取样，观察合金金相组织。

2结果与分析

2.1力学性能

图1给出钛量对不同铁量的AlSi7Mg0.3合金抗拉强度、伸长率和冲击韧度的影响。一旦钛量超过0.12%，合金伸长率和冲击韧度开始下降，增至0.20%时，伸长率和冲击韧度分别下降20%和30%，抗拉强度微弱提升5%左右，而硬度没有明显变化。可见，钛量不宜超过0.12%，即接近ASTM和我国铝合金规范的下限。

铁量对AlSi7Mg0.3合金冲击韧度和塑性的影响也十分显著。铁量由0.08%增加到0.21%，冲击韧度和伸长率分别下降了25%和30%，强度相应提高10%，变化幅度大体与钛的影响相当。

2.2金相组织

图2对比不同钛量AlSi7Mg0.3合金金相组织。钛量由0.08%提高到0.21%，未观察到铝枝晶形貌和尺寸出现明显变化。粒状硅相尺寸和分布也未受到影响。钛量超过0.12%以后，经常在α-Al枝晶内部发现呈淡红色和或块状钛相，如图中箭头1和2所示。钛的这种作用与文献报道相同，钛量增至0.10%以上，铝晶粒尺寸不再减小。

3讨论

通常认为钛的细化晶粒作用是铝与TiAl3之间包晶反应引起的。这些早期研究仅限于Al-Si二元系，因之，引出如下看法：只有钛超过0.15%，才可以进行包晶反应，TiAl3才可充当铝晶核细化晶粒。这一临界值与生产实践(0.02%～0.15%)不符合，也不为本工作所证实。这种差别与合金成分有关。1987年Mondolfo更详细的研究证实Fe，Mn，Zn，Mg，Cu等依次降低Al-Ti包晶反应温度和钛在铝液的溶解度。Mg和Cu最强，可使钛的溶解度降至0.08%以下。如有硼存在，钛溶解度降至0.03%。故钛的临界值下降到0.10%以下。今所用AlSi7Mg0.3合金含有Si和Mg，其对钛溶解度的联合作用又如何，有待研究。从生产统计结果看，钛量小于0.08%，即可显示晶粒细化效果。至于为什么钛量大于0.12%，细化作用不再增加，可做如下探讨。

作者曾用JCXA-733波谱仪测得AlSi12CuMg合金基体含钛量大约在0.12%～0.16%范围之内，平均为0.14%，与文献[6]公布的数值相近。倘若钛量超过此值，钛将以针状或块状AlSiTi金属间化合物形式出现，如图2b中箭头所示。

钛量在0.08%～0.10%之间，由于晶粒得到充分细化，合金冲击度性和塑性随之提高。相反，钛量超过0.12%，晶粒细化作用逐步停止，并且析出了针状或块状金属间化合物，这就降低了合金的冲击韧度和塑性，并使强度的增加逐渐减弱。因之，钛含量以0.08%～0.10%为最佳值，可保证合金具有最大的韧性和塑性。

许多工厂为保证合金具有足够的韧性和塑性往往着重降低铁含量，忽视了钛作用的两重性，经常采用低铁高钛的办法，这就给生产操作和管理带来许多不便，还提高了生产成本。相反，降低钛量至0.08%～0.10%，即使铁量接近0.18%，合金冲击韧度也可达到40 J/cm2，伸长率保持在12%，强度也很高，还降低了成本，方便了现场工艺和管理。

4结论

AlSi7Mg0.3合金含钛量最佳范围为0.08%～0.10%。过高将使合金韧性和塑性急剧下降。