Al63Cu25Fe12準晶增強Al-Si合金的組織與性能研究.pdf

1、采用常規(guī)鑄造方法和快速冷卻的方法制備了Al63Cu25Fe12合金。對Al63Cu25Fe12合金鑄錠和快凝態(tài)的Al63Cu25Fe12合金薄帶分別進行SEM-EDS、X-射線衍射和DSC分析,通過熱處理成功的制備了由基本單一相組成的Al63Cu25Fe12準晶合金。將熱處理后的Al63Cu25Fe12準晶破碎成一定尺寸的粉末,以不同的添加量加入到Al-7％Si和Al-12.6％Si合金中進行強化處理。通過不同的保溫時間研究準晶在基體合

2、金中相的變化并分析了準晶合金對基體合金的組織與性能的影響。
　　 試驗表明,通過SEM-EDS、X-射線衍射分析在電弧爐中熔煉并凝固的Al63Cu25Fe12合金鑄錠組織主要由4種相組成,分別為λ相、β相、準晶I相以及τ相,并在凝固的過程中依次析出。通過DSC確定了τ相、準晶I相、β相以及λ相的相轉(zhuǎn)變溫度分別為692℃、880℃、996℃和1117℃。通過銅輥旋淬系統(tǒng)制備了快凝態(tài)的Al63Cu25Fe12合金薄帶,發(fā)現(xiàn)快凝態(tài)的合

3、金薄帶中主要由大量的準晶I相和少量的τ相組成。凝固速度對Al63Cu25Fe12準晶合會中相的組成有重要的影響。在氬氣的保護條件下,經(jīng)過750℃,3小時熱處理并淬火后,Al63Cu25Fe12合金鑄錠幾乎由單一的準晶相組成。
　　 將Al63Cu25Fe12準晶顆粒以機械攪拌鑄造的方法加入到Al-7％Si合金中。隨著準晶顆粒添加量的增多,基體合金晶界周圍的準晶顆粒明顯增多,并沿晶界均勻分布,無明顯的團聚現(xiàn)象,顆粒的尺寸有了明顯的

4、減小。隨著保溫時間的延長,基體中彌散分布的準晶顆粒發(fā)生熱裂,并有低溫τ相的生成。隨著保溫時間的進一步延長,準晶顆粒完全溶解,準晶相中的各元素與基體合金形成了許多新相,并散落分布在基體合金中。力學性能測試結(jié)果表明,隨著Al63Cu25Fe12準晶顆粒的增多,準晶增強Al-7％Si合金的硬度和抗拉強度逐漸增加,而伸長率開始基本保持不變,當準晶的添加量大于6％時,伸長率出現(xiàn)逐漸下降的趨勢,因此,當添加量為6％時,準晶增強合金的力學性能最佳。<

5、br>　　 以相同的方法將Al63Cu25Fe12準晶顆粒添加到Al-12.6％Si合金中。與Al-12.6％Si合金相比,共晶Si得到了明顯的細化,準晶顆粒以長條狀和塊狀存在。當準晶的添加量較少時,準晶顆粒和細化的共晶Si彌散分布在基體合金中。隨著準晶含量的增加,準晶顆粒出現(xiàn)團聚現(xiàn)象。隨著保溫時間的延長,準晶顆粒逐漸溶解,準晶相中的各元素擴散到基體合金中并與之形成了許多新相。力學性能結(jié)果表明,準晶增強Al-12.6％Si合金的硬度隨

6、著準晶添加量的增加而增加。而伸長率在準晶添加量較少時保持不變,當準晶添加量大于3％時,伸長率出現(xiàn)下降的趨勢。準晶增強Al-12.6％Si合金的抗拉強度隨準晶添加量的增加先增大后減小。當準晶添加量為6％時,抗拉強度達到最大值。并對準晶添加量為3％的增強Al-12.6％Si合金和未增強的Al-12.6％Si進行500±5℃固溶并淬火處理,在185±5℃人工時效24小時,準晶增強Al-12.6％Si合金和未增強的Al-12.6％Si合金的硬度