復(fù)合變質(zhì)細化對ZL109組織和性能的影響.pdf

1、對鑄造鋁硅合金中初晶硅和共晶硅的變質(zhì)是提高該類合金力學(xué)性能的有效手段。本文利用元素P、RE、Ti的復(fù)合添加，對以上元素添加后ZL109合金組織中初晶硅、共晶硅和鋁相形貌及尺寸的變化進行了研究，并分析了相關(guān)機理。利用DSC研究了變質(zhì)后合金凝固各階段特征溫度的變化，并測試了相應(yīng)合金的抗拉強度，結(jié)合變質(zhì)細化機理討論了以上變化產(chǎn)生的原因。
　　對組織形貌及尺寸的觀察研究結(jié)果表明:P對ZL109合金的初晶硅有明顯的細化作用，在實驗條件下最佳

2、添加量為0.8wt.％A1P4.5，此外P還可以減小共晶硅長厚比及鋁的二次枝晶臂間距。RE對初晶硅和共晶硅的作用只有在達到一定濃度時才能體現(xiàn)出來，但是RE對初晶硅只有弱變質(zhì)作用;當(dāng)其添加量達到0.7wt.％時，RE可以使共晶硅變質(zhì)為較短的片狀、小的顆粒狀和具有發(fā)達分枝纖維狀的復(fù)合形態(tài);此外RE還可使鋁的二次枝晶臂間距下降。Ti的添加使初晶硅尺寸和共晶硅長厚比增大;鋁二次枝晶臂間距則隨Ti含量增多而下降，但過量的Ti會在合金中生成Al-T

3、i-Si相，導(dǎo)致對鋁的細化作用降低。
　　DSC測試結(jié)果表明:P可以提高初晶硅析出溫度TP，而P、RE復(fù)合作用則使TP降低，P、Ti復(fù)合作用也可以使TP提高，P和RE的復(fù)合作用使得共晶（α-Al+Si）的起始結(jié)晶溫度下降明顯。特征溫度的變化也使凝固過程中的各特征溫度區(qū)間發(fā)生了相應(yīng)變化，這些變化與合金中初晶硅、共晶硅和鋁的形貌特征的改變是密切相關(guān)的。
　　抗拉強度的測試結(jié)果表明:初晶硅和共晶硅尺寸形貌對鋁硅合金性能有決定性作用

4、，鋁的二次枝晶臂間距在本試驗中改變不顯著，因此對抗拉強度的影響有限。RE添加量達到0.9wt.％時，抗拉強度的提升不僅因為其作為變質(zhì)元素對共晶硅的變質(zhì)，還有其本身作為合金元素對基體產(chǎn)生的強化作用。拉伸斷口觀察結(jié)果表明:P變質(zhì)后，合金斷口中大的解理刻面較未變質(zhì)合金明顯減少，平行的解理刻面也更均勻細小;P和0.7wt.％～0.9wt.％RE的復(fù)合添加使合金斷口中出現(xiàn)大量細小的類韌窩狀特征;P和Ti的復(fù)合添加使合金的脆斷傾向增大，Ti添加量為