Al-20Si變質(zhì)與等溫處理組織演變關(guān)系研究.pdf

1、本文以Al-20Si作為基體合金，研究了單一變質(zhì)和復(fù)合變質(zhì)對Al-20Si組織的影響，著重分析了不同變質(zhì)機理；同時對單一變質(zhì)和復(fù)合變質(zhì)的Al-20Si進行了等溫處理，分析了經(jīng)等溫處理的Al-20Si組織的演變特點，實驗結(jié)果表明：經(jīng)過變質(zhì)等溫處理后的初晶硅尺寸變質(zhì)不大，但其棱角明顯變鈍；共晶硅向短桿狀變化。還做了部分壓鑄實驗，分析了壓射速度對復(fù)合變質(zhì)Al-20Si半固態(tài)成形的組織和性能的影響。
　　 研究結(jié)果表明：加入4％CuP1

2、0單一變質(zhì)時，效果最佳，當CuP10加入量增多時，初晶硅反而變大，是由于AlP異質(zhì)核心增多，而熔體尚未完全冷卻到共晶溫度點，硅原子不斷往一次初晶硅和二次初晶硅上聚集，當長到一定程度時，相鄰的兩個或多個初晶硅之間發(fā)生合并，初晶硅合并后其尺寸較沒合并前要大到兩到三倍，如果熔體溫度過高，冷卻比較慢，其尺寸還會進一步增大；
　　 當Sr變質(zhì)時，加入1.5％AlSr13時的變質(zhì)效果達到最佳，共晶硅同樣呈點狀分布，初晶硅也相對均勻的分布在基

3、體上，同時α-Al枝晶也比較細小且彌散分布在基體上，Sr的加入促使柱狀a枝晶形成的根本原因是Sr的加入改變了合金本身的性質(zhì)，引起固液界面能降低；
　　 總體而言，RE對共晶硅的變質(zhì)效果不如Sr的變質(zhì)效果好，但Sr的加入會造成漢字狀初晶硅的產(chǎn)生，而相對來說RE變質(zhì)出現(xiàn)漢字狀初晶硅的趨勢較小；稀土化合物形成的過程中要吸收消耗周圍的硅原子，在硅相的生長前沿形成貧硅區(qū)，能有效阻礙硅相的長大；
　　 P和Sr復(fù)合變質(zhì)加入順序不同對

4、過共晶鋁硅合金的變質(zhì)作用相差較大。當先加Sr后加P復(fù)合變質(zhì)時，初晶硅的變質(zhì)效果較P變質(zhì)時更好，而對共晶硅的細化作用不明顯；先加P后加Sr復(fù)合變質(zhì)時，共晶硅的細化變質(zhì)效果較Sr變質(zhì)時更加明顯，而對初晶硅的細化作用不大。
　　 復(fù)合變質(zhì)劑配比為W(4％CuP10)+W(10％AlRE10)時，復(fù)合變質(zhì)取得最好的變質(zhì)效果，此時，初晶硅由粗大的多邊形塊狀轉(zhuǎn)變?yōu)殁g化角狀及塊狀，形狀也得較變質(zhì)前更為規(guī)則，并且分布更為均勻，平均尺寸由90μm

5、細化到20μm；共晶硅由長的粗針狀轉(zhuǎn)變?yōu)槎贪魻罨蝾w粒狀，平均尺寸由18μm細化到4μm。
　　 在Sr-RE復(fù)合變質(zhì)Al-20Si中可以看出，Sr對初晶硅的裂解作用隨著RE含量的增多而明顯減小，這可能是稀土的加入與鍶發(fā)生一定作用，減緩了鍶對初晶硅的裂解，減小了漢字狀初晶硅出現(xiàn)的幾率。
　　 當加入4％CuP10+1％AlSr13+15％AlRE10時變質(zhì)效果是比較好的，就其原因是在先后加入CuP10和AlRE10對過共晶