Al-Cu-Fe準(zhǔn)晶顆粒的制備及其對ZL101合金的強(qiáng)化.pdf

1、鋁硅合金具有耐磨、抗疲勞以及良好的鑄造性能,以高強(qiáng)度、輕質(zhì)量等優(yōu)點(diǎn)常廣泛應(yīng)用于航空航天、汽車等行業(yè),但同時其初生Al相結(jié)構(gòu)粗大,共晶Si組織嚴(yán)重割裂基體熔液,這些特征影響著合金的力學(xué)性能以及切削加工性,因此傳統(tǒng)的Al-Si合金已經(jīng)很難滿足市場發(fā)展的需要。準(zhǔn)晶作為一種新興材料,具有硬度高、耐熱、表面能低等良好的綜合性能,使其成為Al-Si基體的一種理想的強(qiáng)化相。本文正是基于準(zhǔn)晶材料增強(qiáng)Al-Si復(fù)合材料的設(shè)想,設(shè)計了一種新型的鋁基復(fù)合材料

2、。一方面擴(kuò)大了準(zhǔn)晶的應(yīng)用范疇,另一個方面改善了Al-Si合金的綜合性能。
　　本文采用普通鑄造的方法制備出Al63Cu25Fe12中間合金,采用光學(xué)顯微鏡(OM)、掃描電鏡(SEM),X射線衍射儀(XRD)以及能譜分析儀(EDS)分別研究冷卻速度以及熱處理對合金微觀組織以及相變化的影響,之后將經(jīng)過熱處理的 Al63Cu25Fe12準(zhǔn)晶球磨,選取100~200目的準(zhǔn)晶粉末采用半固態(tài)加入法以及分階段攪拌法將其加入ZL101合金中。研究

3、準(zhǔn)晶顆粒對ZL101基體組織和性能的影響,以及研究擠壓壓力、澆注溫度的不同對復(fù)合材料的影響。選取擠壓壓力、澆注溫度最優(yōu)組合的鑄錠進(jìn)行熱處理,研究熱處理工藝對復(fù)合材料微觀組織和性能的影響。
　　試驗(yàn)表明,采用常規(guī)鑄造法制備的 Al63Cu25Fe12中間合金在鑄態(tài)下得到的組織是多樣的結(jié)構(gòu),主要由單斜相λ、準(zhǔn)晶I相、簡立方結(jié)構(gòu)β相以及其他類似相組成。冷卻速度對鑄態(tài)下 Al63Cu25Fe12準(zhǔn)晶合金的組織以及準(zhǔn)晶相的含量有重要的影響,

4、當(dāng)冷卻速度較慢時準(zhǔn)晶相的含量較多,且準(zhǔn)晶合金在熱處理之后合金有向單一準(zhǔn)晶相變化的趨勢。
　　將Al63Cu25Fe12準(zhǔn)晶顆粒采用攪拌鑄造的方法加入ZL101合金中,結(jié)果表明,加入準(zhǔn)晶顆粒之后,初生α-Al由板條狀變?yōu)樗N薇狀,細(xì)長針狀的共晶Si被打斷呈現(xiàn)較短的組織且分布均勻。復(fù)合材料的抗拉強(qiáng)度、伸長率、硬度分別為189MPa、3.7％、62.2HB相對于基體合金提高16.7％、15.6％、21.48％。當(dāng)擠壓壓力為100MPa,澆