Al-Si-P三元系相關(guān)系測(cè)定及過(guò)共晶鋁硅合金熔體處理研究.pdf

1、過(guò)共晶鋁硅合金以其優(yōu)良性能得到了廣泛應(yīng)用,其鑄造組織中的初晶硅可作為硬質(zhì)點(diǎn)有效提高合金的耐磨性,但其大塊的多邊多角形態(tài)又會(huì)引起應(yīng)力集中,嚴(yán)重割裂合金基體,導(dǎo)致合金的機(jī)械性能急劇下降。工業(yè)生產(chǎn)上普遍采用變質(zhì)處理和熔體處理等方法來(lái)改善過(guò)共晶鋁硅合金的機(jī)械性能。目前最理想的變質(zhì)劑是Al-P和Al-Si-P中間合金,但至今仍沒(méi)有利用Al-Si-P三元系相關(guān)系解釋P變質(zhì)初晶硅機(jī)理的相關(guān)報(bào)道,也沒(méi)有該體系相圖方面的報(bào)道;在過(guò)共晶鋁硅合金熔體處理方面

2、,缺少其最佳過(guò)熱溫度、保溫時(shí)間和冷卻速度等工藝參數(shù)的相關(guān)報(bào)道。
　　為從Al-Si-P三元系相關(guān)系上進(jìn)一步解釋P變質(zhì)初晶硅的機(jī)理,同時(shí)也為Al-Si-P三元系熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的積累提供實(shí)驗(yàn)依據(jù),本工作采用平衡合金法,利用SEM-EDS(掃描電子顯微鏡-能譜儀)技術(shù)和X-Ray(X-射線衍射)技術(shù)等分析方法,實(shí)驗(yàn)測(cè)定了Al-Si-P三元系550和700℃等溫截面上的相關(guān)系。結(jié)果表明:在550和700℃等溫截面上,都存在Si+S

3、iP+AlP三相區(qū);在550℃時(shí)還存在α-Al+Si+AlP三相區(qū),而在700℃時(shí)存在L+Si+AlP三相區(qū)和L+AlP兩相區(qū)。
　　為了獲得不同的熔體處理工藝對(duì)過(guò)共晶鋁硅合金凝固組織的影響,本工作分別研究了 Al-21wt.％Si合金在其液相線溫度(700℃)附近不同澆鑄溫度對(duì)合金凝固組織的影響,以及Al-21wt.%Si合金經(jīng)過(guò)熱重熔保溫處理后,分別在真空石英管室溫水淬冷卻、銅?？焖倮鋮s和室溫空氣冷卻等冷凝條件下的凝固組織演變

4、規(guī)律。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:
　　1)Al-21wt.%Si合金在其液相線溫度附近的660～780℃區(qū)間內(nèi)不同溫度澆鑄時(shí),鑄態(tài)組織中初晶硅的尺寸隨著澆鑄溫度的升高而減小;在780℃澆鑄時(shí),合金的鑄態(tài)組織最佳;
　　2)隨著過(guò)熱重熔溫度的升高,Al-21wt.%Si合金中初晶硅的溶解速度加快;合金熔體在較高的過(guò)熱溫度和較快的冷卻速度下,合金凝固組織中的初晶硅和共晶硅在較短的保溫時(shí)間內(nèi)均可以得到有效細(xì)化,并且其形態(tài)也逐漸圓鈍化,消除合金