鑄造Al-Si合金熔體復(fù)合處理技術(shù)的研究.pdf

1、本論文主要以過(guò)共晶Al-Si合金為研究對(duì)象，研究了熔體熱速處理中不同的熔體溫度及熔體溫度下不同保溫時(shí)間對(duì)合金微觀組織和性能的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，熔體熱速處理中不同的熔體溫度及熔體溫度下不同保溫時(shí)間對(duì)合金微觀組織和性能的影響是不相同的。熔體熱速處理可以同時(shí)細(xì)化初晶硅和含鐵相。930℃熔體溫度下保溫20min后熱速處理:Al-15Si-2.7Fe合金中粗大的初晶硅和片狀的含鐵相被細(xì)化成細(xì)小的塊狀，長(zhǎng)針狀的含鐵相幾乎全部消失;合金的力學(xué)性能得

2、到一定的提高，相比于普通工藝下所得合金，合金的抗拉強(qiáng)度、伸長(zhǎng)率和硬度分別提高了12.7％，38.5％和10％;合金的耐腐蝕性能最好，腐蝕電位值最高、腐蝕電流密度最低;與此同時(shí)，合金的磨損量下降了7～17％，摩擦系數(shù)下降了24～30％。
　　熔體熱速處理中低溫澆注可以細(xì)化變質(zhì)Al-15Si合金組織中的初晶硅和共晶硅，粗大針狀的共晶硅變?yōu)榧?xì)小的短棒狀或點(diǎn)狀彌散地分布于基體中，合金的力學(xué)性能有一定程度的提高，合金的抗拉強(qiáng)度和伸長(zhǎng)率分別為

3、201MPa和3.5％，相比于730℃普通鑄造工藝下合金，抗拉強(qiáng)度和伸長(zhǎng)率分別提高了12％和25％。此外，熔體熱速處理中低溫澆注的合金的共晶溫度差值高達(dá)5.1℃，高于單獨(dú)經(jīng)過(guò)Sr和RE變質(zhì)的，這也表明熔體熱速處理中低溫澆注的共晶硅的變質(zhì)等級(jí)要好于單獨(dú)經(jīng)過(guò)Sr和RE變質(zhì)的。
　　熔體熱速處理中低溫澆注也能夠改善Al-15 Si-2.7Fe合金的組織，提高合金的力學(xué)性能。雖然熔體熱速處理中低溫澆注對(duì)合金的力學(xué)性能有所提高，但是，提高的

4、程度有限且沒(méi)有規(guī)律性;此外，合金的力學(xué)性能相比于930℃熔體熱速處理中730℃普通澆注溫度下澆注的要低。隨著在730℃澆注溫度下保溫時(shí)間的延長(zhǎng)，相應(yīng)凝固合金組織中的鋁硅鐵金屬間化合物尺寸逐漸增大，合金的硬度也逐漸下降且硬度的下降趨勢(shì)逐漸變緩，當(dāng)澆注溫度下保溫時(shí)間達(dá)到20min后，雖然合金的硬度仍下降，但變化已不再明顯。
　　Al-18Si-1.5Cu-0.6Mg合金經(jīng)熔體熱速處理與變質(zhì)、晶粒細(xì)化復(fù)合處理后，組織明顯細(xì)化，初晶硅的尺

5、寸從100μm左右被細(xì)化到10μm以下，共晶硅由粗大的針狀變?yōu)槔w維狀，合金的力學(xué)性能明顯提高，抗拉強(qiáng)度和硬度分別達(dá)到287MPa和102HB，相比于普通鑄造工藝下合金，抗拉強(qiáng)度和硬度分別提高了55.1％和70％。
　　單獨(dú)添加Mn元素并不能完全阻止合金中針狀鐵相的出現(xiàn)，錳鐵比過(guò)高反而會(huì)使合金中形成體積較大的規(guī)則六邊形塊狀相，降低合金的力學(xué)性能;Mn與熔體熱速處理復(fù)合處理可以改善Al-15Si-1.7Fe合金中相的組織形貌，提高合金