低压铸造AlSi7Cu合金组织与性能调控研究综述
Research Review on Microstructure and Properties Regulation of AlSi7Cu Alloy in Low Pressure Casting
DOI: 10.12677/meng.2026.132011, PDF,   
作者: 徐 通:陕西铁路工程职业技术学院铁道装备制造学院,陕西 渭南
关键词: AlSi7Cu合金低压铸造工艺参数微观组织力学性能数值模拟AlSi7Cu Alloy Low Pressure Casting Process Parameters Microstructure Mechanical Properties Numerical Simulation
摘要: AlSi7Cu系铝合金是航空航天与汽车轻量化结构件的关键材料,低压铸造是其工业化主流成形工艺。本文系统梳理保压压力、冷却速度等核心参数对合金组织、致密度及力学性能的影响规律,从物理冶金角度分析凝固形核、生长、溶质分配与第二相演变机制,阐述电磁、振动、变质等复合改性工艺的强化原理,并整合数值模拟、机器学习、原位同步辐射成像、三维X射线显微镜等前沿技术应用进展。研究表明,提高保压压力可细化晶粒、球化共晶Si相、降低孔隙率,显著提升强韧性;冷却速度可调控组织均匀性,复合工艺能突破单一工艺局限,为工艺优化与工程应用提供参考。
Abstract: AlSi7Cu aluminum alloy is a key material for lightweight structural components in aerospace and automotive applications, and low-pressure casting is its mainstream industrial forming process. This paper systematically reviews the effects of key parameters such as holding pressure and cooling rate on the microstructure, density and mechanical properties of the alloy. The mechanisms of solidification nucleation, growth, solute distribution and second-phase evolution are analyzed from the perspective of physical metallurgy. The strengthening principles of composite modification processes including electromagnetic, vibration and modification treatments are discussed, and the application progress of advanced technologies such as numerical simulation, machine learning, in-situ synchrotron radiation imaging and three-dimensional X-ray microscopy is summarized. Studies show that increasing holding pressure refines grains, spheroidizes eutectic Si phase, reduces porosity and significantly improves strength and toughness. Cooling rate can regulate microstructure uniformity, and composite processes can break through the limitations of single processes, providing a reference for process optimization and engineering application.
文章引用:徐通. 低压铸造AlSi7Cu合金组织与性能调控研究综述[J]. 冶金工程, 2026, 13(2): 90-95. https://doi.org/10.12677/meng.2026.132011

参考文献

[1] 陈正周, 宋朝辉, 王菊清. 薄壁多筋铝合金腔体低压铸造工艺[J]. 铸造, 2019, 68(6): 613-617.
[2] 谭云骧, 马聚怀, 许庆彦. 铝合金低压铸造过程数值模拟[J]. 铸造, 2024, 73(3): 270-281.
[3] 徐通, 李勇, 王超, 薛旭东. 保压压力对低压铸造AlSi7Cu合金组织和力学性能的影响[J]. 模具技术, 2025(4): 62-67.
[4] 胡中潮, 高忠玉, 陈湖演, 等. 铝合金液态模锻发展现状及未来展望[J]. 金属世界, 2021(6): 27-31.
[5] 蒋文明, 樊自田. 铝/镁合金特种精密铸造技术的研究进展及发展趋势[J]. 金属加工(热加工), 2023(2): 1-9.
[6] 吕欣蕊, 李莎莎, 王磊, 于丽丽. 低压铸造冷却速度对汽车用AlSi7Cu合金组织的影响[J]. 热加工工艺, 2023, 52(15): 80-82, 85.
[7] 蒲博闻, 王根全, 周海涛, 等. 凝固速率对铸造铝硅合金组织及力学性能的影响规律[J]. 铸造, 2024, 73(1): 76-80.
[8] 吴建华, 周吉学, 唐守秋, 等. 冷却速率对铸态A356铝合金微观组织和拉伸性能的影响[J]. 功能材料, 2016, 47(S2): 63-66.
[9] 孙喜梅, 王治民. 挤压铸造浇注温度对Al-Si-Cu-Mg合金组织及性能的影响[J]. 热加工工艺, 2025, 54(10): 145-147.
[10] 付田田, 陈利文, 侯华, 赵宇宏. 挤压铸造工艺参数对ZL101铝合金性能影响显著性分析[J]. 铸造技术, 2018, 39(3): 565-568.
[11] 刘政, 毛卫民. 复合工艺制备半固态A356铝合金浆料的研究[J]. 铸造, 2011, 60(7): 623-628.
[12] 蒋晓英, 黄正军. 电磁低压铸造对AlSi7Cu2Mg合金性能的影响[J]. 特种铸造及有色合金, 2010, 30(4): 334-335, 288.
[13] 严青松, 芦刚, 李成, 等. 超声功率-凝固压力协同作用对真空差压铸造铝合金二次枝晶间距的影响[J]. 中国有色金属学报, 2017, 27(1): 51-56.
[14] 陈鼎欣, 李晓谦, 黎正华, 等. 超声铸造7050铝合金的微观组织和宏观偏析规律[J]. 北京科技大学学报, 2012, 34(6): 666-670.
[15] 郁雯霞, 雷玉成. 机械振动对AlSi7Mg合金组织和力学性能的影响[J]. 铸造, 2023, 72(8): 1015-1019.
[16] 马小军, 李连驰, 刘海滨, 等. 静置时间对AlSi7Mg0.3合金变质效果及微观组织与力学性能的影响[J]. 铸造, 2025, 74(6): 745-750.
[17] 吴明琦, 杨慕尧, 杨军, 等. 耐压铝合金套筒低压铸造数值模拟分析与工艺设计[J]. 铸造, 2025, 74(12): 1597-1605.
[18] 吴琪琪, 苏小平, 杨闯, 等. 基于正交试验的铝合金减速机壳体低压铸造工艺优化[J]. 热加工工艺, 2024, 53(3): 119-123.
[19] 于文涛, 张思祥. 基于神经网络的铝合金汽车轮毂低压铸造工艺优化[J]. 热加工工艺, 2020, 49(3): 89-91, 95.
[20] 魏秋云, 刘欢, 甘佰辉, 等. 基于原位同步辐射X射线的铝合金凝固组织与变形机制研究进展[J]. 材料研究与应用, 2025, 19(3): 385-410.
[21] 喻程, 吴圣川, 胡雅楠, 等. 铝合金熔焊微气孔的三维同步辐射X射线成像[J]. 金属学报, 2015, 51(2): 159-168.