耐磨AlSiFe合金第二相形態(tài)及控制.pdf

1、該文系統(tǒng)地研究了Al-20Si-5Fe合金的微觀組織特征,外界凝固條件、合金元素等對第二相形態(tài)的影響,目的是通過合金化和凝固條件的控制來改善第二相形態(tài),以便為采用半固態(tài)或者正固擠壓成形技術(shù)使第二相充分細化創(chuàng)造條件.該文重點研究了Mn,Ti,RE等合金元素、交流電場、電磁攪拌、熔體保溫時間和二次加熱等工藝對Al-20Si-5Fe合金微觀組織的影響.研究結(jié)果表明:Al-20Si-5Fe合金中,第二相具有非常高的體積分數(shù),塊狀初晶β-Si和三

2、元富鐵相(Al,Si,Fe)尺寸粗大.共晶組織中含有細長的針片狀富鐵相.添加不同數(shù)量的合金元素Mn、Ti后,Al-20Si-5Fe合金中的初晶β-Si和富鐵相得到了明顯的細化.合金元素Mn、Ti通過占據(jù)富鐵相(Al,Si,Fe)中鐵原子的晶格位置,同時消耗部分初生相中的Si元素,形成四元富鐵相(Al,Si,Fe,Mn),細化了合金中的第二相,同時提高第二相體積百分數(shù).在凝固過程中,對合金熔體施加交流電場,Al-20Si-5Fe-xMn合

3、金中少量的共晶富鐵相仍為細長的針片狀,大部分共晶富鐵相轉(zhuǎn)化為細小的顆粒狀,出現(xiàn)局部偏聚的現(xiàn)象.Al-20Si-5Fe-xTi合金通過交流電場作用,共晶組織全部呈細小的顆粒狀均勻分布于α-Al基體上.電磁攪拌促進Al-20Si-5Fe-xMn合金中等軸晶的生成,初生富鐵相由原來粗厚的片狀物轉(zhuǎn)化成比較圓整的塊狀,共晶組織中鐵相主要以較短的針片狀存在.熔體經(jīng)過不同時間的保溫,合金中第二相的形態(tài)發(fā)生了較大的變化.保溫時間越長,第二相尺寸越細小.

4、二次加熱處理的合金中第二相發(fā)生了顯著的變化.Al-20Si-5Fe-3Mn中初晶硅和鐵相全部轉(zhuǎn)化為彌散分布的細小塊狀物.Al-20Si-5Fe-xTi中初晶硅不僅被細化,而且趨向于球形,鐵相轉(zhuǎn)化為短片狀.含Ti量為1.5％時細化效果最明顯.在塑性變形后的Al-20Si-5Fe-3Mn和Al-20Si-5Fe-1.5Ti合金(交流電場作用)的斷裂強度σ<,b>比常規(guī)條件下凝固得到的Al-20Si-5Fe合金分別提高了46.70％和38.0