鋁合金分兩大類：鑄造鋁合金，在鑄態(tài)下使用;變形鋁合金，能承受壓力加工，?？杉庸こ筛鞣N形態(tài)、規(guī)格的鋁合金材。主要用于制造航空器材、建筑用門窗等。
鋁合金按加工方法可以分為形變鋁合金和鑄造鋁合金。形變鋁合金又分為不可熱處理強(qiáng)化型鋁合金和可熱處理強(qiáng)化型鋁合金。不可熱處理強(qiáng)化型不能通過熱處理來提高機(jī)械性能，只能通過冷加工變形來實現(xiàn)強(qiáng)化，它主要包括高純鋁、工業(yè)高純鋁、工業(yè)純鋁以及防銹鋁等?？蔁崽幚韽?qiáng)化型鋁合金可以通過淬火和時效等熱處理手段來提高機(jī)械性能，它可分為硬鋁、鍛鋁、超硬鋁和特殊鋁合金等。 本文就本文通過對A357鑄造鋁合金做了實驗。下面是實驗的全過程。
1、試驗方法
1.1、材料及熱處理條件
試驗用材料為鑄造鋁合金A357，坯料采用T5/ T6熱處理，T5熱處理方式為535℃±5℃固溶處理10h～14h，淬火后在160℃±5℃時效處理4h～8h，T6熱處理方式為535℃±5℃固溶處理6h～12h，淬火后在180℃±5℃時效處理3h～8h，通過細(xì)砂澆注成型.
1.2、試樣制備及實驗條件
拉伸試件和疲勞試件加工成標(biāo)準(zhǔn)圓棒試件，拉伸試件試驗段長度為40mm，直徑8mm;疲勞試件試驗段長度20mm，直徑8mm，試件夾持端采用M16螺紋。試驗前對試件實驗段部分用砂紙消除表面劃痕。
拉伸試驗和疲勞試驗均在40kN伺服液壓疲勞試驗機(jī)上完成。試驗環(huán)境為室溫空氣介質(zhì)，疲勞試驗載荷為正弦交變載荷，加載頻率為40Hz，應(yīng)力比分別為r=-1，r=0.05和r=0.4.使用掃描電鏡(SEM)對疲勞斷口進(jìn)行分析。
2、試驗結(jié)果及討論
2.1、材料力學(xué)性能
A357鑄造鋁合金經(jīng)過T5熱處理后的抗拉強(qiáng)度，屈服強(qiáng)度及延伸率均比T6熱處理有所提高，提高比分別為2.93%，1.47%，22.2%.A357鑄造鋁合金在T5/T6兩種熱處理條件下的性能均優(yōu)于A356鑄造鋁合金。
2.2、S-N曲線
在T5和T6兩種熱處理條件下，A357鑄造鋁合金的疲勞強(qiáng)度均隨應(yīng)力比的增加而增加，該結(jié)果于A356鑄造鋁合金的結(jié)果一致。
A357-T5鑄鋁合金在應(yīng)力比r=-1，0.05，0.4時的疲勞極限分別約為75MPa，110MPa，145MPa，而A357-T6鑄鋁合金在應(yīng)力比r=-1，0.05，0.4時的疲勞極限分別約為70MPa，95MPa，135MPa.在相同應(yīng)力比條件下，經(jīng)過T5熱處理的A357鑄造鋁合金的疲勞強(qiáng)度均高于T6熱處理合金的疲勞強(qiáng)度，并且隨著應(yīng)力比的增加疲勞強(qiáng)度增加的幅度也隨之提高。
在應(yīng)力比為-1，0.05和0.4時，T5/T6熱處理條件下S-N曲線的對比圖。在應(yīng)力比r=-1時，兩種熱處理條件下的疲勞強(qiáng)度沒有顯著差別，S-N曲線的趨勢也基本相同。當(dāng)應(yīng)力比為r=0.05和r=0.4時，A357-T5鑄造鋁合金的疲勞強(qiáng)度比A357-T6鑄造鋁合金的有較大提高，同時不同熱處理條件下的S-N曲線的趨勢也不相同，在低應(yīng)力水平時，T6熱處理材料有較好的疲勞壽命，而在高應(yīng)力水平時，T5熱處理材料有更好的疲勞壽命。也就是說，T5熱處理條件下，A357鑄鋁合金的S-N曲線的斜率變化更小。
2.3、斷口分析
兩種熱處理情況下，疲勞破壞均起源于時間表面或次表面的鑄造缺陷，通過能譜分析發(fā)現(xiàn)，作為疲勞裂紋源的鑄造缺陷主要是氧化鋁和氧化硅的混合物。在作為裂紋源的鑄造缺陷處可以看到Si顆粒和由于Si顆粒脫落留下的凹坑。同時在缺陷周圍還存在大量韌窩。
3、結(jié)論
本文通過對A357鑄造鋁合金在兩種熱處理條件下的疲勞試驗，得到如下結(jié)論：
(1)、A357鑄造鋁合金在T5熱處理條件下的抗拉強(qiáng)度，屈服強(qiáng)度和延伸率均較T6熱處理時有所提高。
(2)、在T5/T6兩種熱處理條件下，A357鑄造鋁合金疲勞強(qiáng)度均隨應(yīng)力比的增加而增加。
在相同應(yīng)力比條件下，經(jīng)過T5熱處理的A357鑄造鋁合金的疲勞強(qiáng)度均高于T6熱處理合金的疲勞強(qiáng)度，并且隨著應(yīng)力比的增加疲勞強(qiáng)度增加的幅度也隨之提高。
(3)、位于試件次表面鑄造缺陷是主要的裂紋源。斷裂表面有大量呈枝晶分布的Si顆粒，說明疲勞裂紋是沿著枝晶邊界擴(kuò)展。
