鑄造Al-Si合金熔體復(fù)合處理技術(shù)的研究.pdf

1、本論文主要以過共晶Al-Si合金為研究對象，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間對合金微觀組織和性能的影響。實驗結(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間對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細化初晶硅和含鐵相。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化成細小的塊狀，長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，合金的抗拉強度、伸長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，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)榧毿〉亩贪魻罨螯c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，合金的抗拉強度和伸長率分別為

3、201MPa和3.5％，相比于730℃普通鑄造工藝下合金，抗拉強度和伸長率分別提高了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5.1℃，高于單獨經(jīng)過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)等級要好于單獨經(jīng)過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合金的力學(xué)性能有所提高，但是，提高的

4、程度有限且沒有規(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℃澆注溫度下保溫時間的延長，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逐漸變緩，當澆注溫度下保溫時間達到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)、晶粒細化復(fù)合處理后，組織明顯細化，初晶硅的尺

5、寸從100μm左右被細化到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，抗拉強度和硬度分別達到287MPa和102HB，相比于普通鑄造工藝下合金，抗拉強度和硬度分別提高了55.1％和70％。
　　單獨添加Mn元素并不能完全阻止合金中針狀鐵相的出現(xiàn)，錳鐵比過高反而會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