如何保持耐磨钢板优良铸造性能的同时，不断提高其综合力学性能，扩大其使用范围，始终是材料工作者面临的课题。 本课题从耐磨钢板强韧化理论出发，通过添加耐磨钢板合金元素进行成分优化设计，采用正交试验法对耐磨钢板中Ti、Cd、Zn含量及Sb变质进行优化实验研究。
所以在不影响耐磨钢板强韧化的同时,研究如何提高其在高温下长期服役的尺寸稳定性,建立材料性能数据库具有理论意义和实用价值。本文以ZL107为研究对象。首先,向其加入不同含量的耐磨钢板。研究不同稀土含量对合金组织和性能的影响,然后,对变质后的耐磨钢板以及未变质的耐磨钢板进行不同的热处理,研究不同热处理对合金组织和性能的影响。
对铸态和经过不同热处理的不同Y含量的耐磨钢板进行尺寸稳定性实验,观察耐磨钢板在不同的热暴露温度下不同时间时的热增长,探讨稀土Y和热处理对耐磨钢板尺寸稳定性的影响。研究结果表明,稀土含量为0.1%时,通过T6热处理(495℃×8小时+190℃×5小时)的合金可以得到最为理想的力学性能。通过T7热处理(495℃×8小时+260℃×4小时)的合金可以得到最为理想的尺寸稳定性,但力学性能不佳。
耐磨钢板由于其良好的铸造性能成为铝合金中使用较多、应用范围较广的一种合金系，其中耐磨钢板除了具有良好的铸造性能之外，还具有较好的气密性等综合性能，因而成为工业应用较广的合金之一。由于普通耐磨钢板的力学性能较差，尤其是韧性较差，无法满足某些性能要求较高的零部件的需求，因而限制了该耐磨钢板在铸件上的应用范围。
耐磨钢板试验中采取不同的热处理工艺，并根据力学性能测试和正交试验结果，考察合金元素加入量、变质剂加入量和热处理工艺对耐磨钢板性能的影响并得出最优化的实验结果。同时，本文还考察了Na变质与Sb变质的区别及合金元素Ag的加入对耐磨钢板性能的影响。 实验结果表明，经过优化设计后的合金成分(wt％)为：在ZL107的基础上添加0.116％Ti，0.116％Cd，0.043％Mg，0.916％Zn；优化变质剂为：采用占炉料质量2.5％的三元Na盐(25％NaF+62％NaCl+13％KCl)变质剂。