Er對A356合金鑄態(tài)及半固態(tài)組織的變質(zhì)作用研究.pdf

1、半固態(tài)成形(SSM)是一種優(yōu)于傳統(tǒng)固態(tài)金屬成形和液態(tài)金屬成形的近終成形技術(shù)。亞共晶鋁硅合金中初生α-Al相和共晶硅相的尺寸和形貌決定了半固態(tài)成形零部件的最終性能。本文采用金相顯微鏡、定量金相分析、X射線衍射、熱分析技術(shù)、掃描電鏡和透射電鏡等分析手段研究了稀土Er對A356亞共晶鋁硅合金鑄態(tài)及半固態(tài)組織的變質(zhì)作用,結(jié)果表明:
　　 Er能減小鑄態(tài)A356合金的二次枝晶臂間距(DAS),細(xì)化鑄態(tài)晶粒,使枝晶趨于等軸化。Er的加入增加

2、了異質(zhì)形核核心,使半固態(tài)組織中初生α-Al相百分比升高,增大了α-Al相凝固區(qū)間,拓寬了兩相區(qū)溫度區(qū)間,降低半固態(tài)漿料制備過程中對溫度的要求,節(jié)約工藝控制成本。
　　 共晶硅相形貌的改變能改善半固態(tài)漿料的流動(dòng)性。Er對共晶硅相有顯著的變質(zhì)效果,添加0.3％的Er就能使共晶硅由粗大的針片狀變?yōu)榧?xì)小的纖維狀。Er的變質(zhì)具有一個(gè)臨界冷卻速率,其變質(zhì)效果隨冷卻速率的增大而增強(qiáng)。由于Er能顯著降低共晶形核及長大的溫度,提高共晶再輝溫度,使

3、硅相形核困難,共晶Al晶粒先于共晶硅形核,硅相被迫只能在共晶Al晶粒之間形核,從而形成纖維狀的形態(tài)。
　　 通過添加稀土Er控制晶粒的形核與長大,可以制備出具有細(xì)小、圓整球形顆粒的半固態(tài)漿料,漿料的固相率在0至0.45之間。半固態(tài)初生相的圓整度隨Er含量的增大而增大,Er含量增加至0.5％時(shí)初生相圓整度達(dá)到最大值。Er對剩余液相二次凝固產(chǎn)生的初生α－Al相也有很大的影響,能使初生α-Al相由樹枝晶變?yōu)榧?xì)小的球狀晶。