合金元素對Al-5％Fe合金組織的影響及Al-,3-Fe相溶解特性的研究.pdf

1、本文研究了金屬型鑄造條件下，Ni、Cr、Mg及Cr和Mg等合金元素對過共晶Al-5％Fe合金組織形態(tài)的影響；并對合金元素的作用機(jī)理進(jìn)行了探討；同時研究了采用液淬技術(shù)，過共晶Al-5％Fe二元合金中Al<,3>Fe相在熔體中的溶解特性。 在過共晶Al-5％Fe中加入一定量的Cr后，由于Cr原子在Al<,3>Fe相中固溶度較大，Cr原子向Al<,3>Fe相擴(kuò)散勢必會與Fe原子的擴(kuò)散存在競爭，阻礙Fe原子的擴(kuò)散，減緩了Al<,3>Fe

2、相沿?fù)駜?yōu)生長方向的生長，從而使之細(xì)化。加入Mg后，Mg在初生相中固溶度很小，在合金熔體結(jié)晶凝固的過程中易于在凝固前沿造成Mg的輕微富集，于是在一定程度上抑制了Fe原子向結(jié)晶前沿的長程擴(kuò)散，阻礙了Al<,3>Fe相在擇優(yōu)方向上的長大。Cr和Mg的加入改變了Al<,3>Fe的形貌：1)Mg的加入在相的周圍富集，造成成分過冷，形成粗糙平面，出現(xiàn)的細(xì)小突起易于向過冷區(qū)發(fā)展，在Al<,3>Fe相主干的左右方向出現(xiàn)突起，長成魚骨狀；若某些地方Mg不

3、均勻分布，將出現(xiàn)縮頸，嚴(yán)重縮頸將在熔體對流的作用下離開主干，而使得相游離出來變成塊狀。2)Cr的固溶占據(jù)了固液界面的有利位置，降低了Fe原子的沉積幾率，阻礙Fe原子的擴(kuò)散，減緩了Al<,3>Fe相沿?fù)駜?yōu)生長方向的生長，使未加入合金元素的針狀A(yù)l<,3>Fe相不易沿針狀方向生長，而橫向生長，容易長成魚骨狀。加入Ni后，Ni在Al<,3>Fe相中大量固溶，且Ni原子在固溶的(Ni原子也需要從液相中擴(kuò)散過來)同時還會與Fe原子的擴(kuò)散存在競爭，

4、阻礙Fe原子的擴(kuò)散，兩者都使A13Fe相的生長受到了抑制，使得相不能長大從而變得較為細(xì)小。采用液淬技術(shù)，研究了過共晶Al-5％Fe二元合金中A13Fe相在熔體中的溶解特性。本試驗(yàn)最高溫度為1000℃小于Al<,3>Fe的熔點(diǎn)(1147℃)，因此在Al<,3>Fe由針狀轉(zhuǎn)變?yōu)橐?guī)則的塊狀與針點(diǎn)狀的過程是溶解過程。隨著保溫時間的延長，液淬組織由粗大的針片狀和針狀，轉(zhuǎn)變?yōu)榇笮〔灰坏牟灰?guī)則塊狀最后轉(zhuǎn)變?yōu)榧?xì)小規(guī)則的塊狀和針點(diǎn)狀。保溫時間短時，Al<