快速凝固與燒結(jié)Al-Si-Cu-Mg鋁合金組織與性能研究.pdf

1、高硅鋁合金具有高比強(qiáng)度、低熱膨脹系數(shù)、耐磨性能優(yōu)異、綜合力學(xué)性能好的特點(diǎn),廣泛的應(yīng)用于航空航天、汽車(chē)、電子工業(yè)等諸多領(lǐng)域。傳統(tǒng)熔鑄工藝生產(chǎn)的高硅鋁合金中,粗大的硅相割裂了合金基體,嚴(yán)重弱化了材料的綜合力學(xué)性能。本文利用快速凝固-粉末冶金方法制備了Al-Si-Cu-Mg塊體合金,利用XRD、SEM、TEM等分析檢測(cè)手段深入研究了燒結(jié)過(guò)程中合金中第二相的析出以及彌散相的大小、分布對(duì)合金力學(xué)性能的影響,并研究了熱處理過(guò)程中合金中第二相的沉淀析

2、出以及對(duì)合金的強(qiáng)化作用。
　　本文采用商業(yè)化合金粉末EckaAlumix231,利用激光粒度儀和振篩機(jī)得到了粉末的粒徑分布,粉末的平均粒徑為85.94μm,且質(zhì)量分?jǐn)?shù)90％的粉末粒徑分布在160μm以下;分析不同粒徑合金粉末的XRD、SEM、TEM的研究結(jié)果發(fā)現(xiàn),粉末的主要物相組成為α-Al,β-Si,θ相(CuAl2),Q相(Cu2Mg8Si6Al5);小粒徑的粉末組織中,初晶Si由Al-Si共晶的組織包圍,富Cu和Mg的金屬間

3、化合物形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)環(huán)繞在Al-Si共晶的組織周?chē)?大粒徑的粉末組織為大量彌散的第二相分布在基體上。TEM分析發(fā)現(xiàn),合金粉末有大塊的Si相,橢圓形的q￠相彌散地分布在Al-Si晶界處,基體中還有大量的G.P.區(qū)成條帶狀分布。
　　采用冷壓/燒結(jié)工藝制備了快速凝固Al-Si-Cu-Mg塊體合金,燒結(jié)溫度545℃,燒結(jié)時(shí)間40min,N2保護(hù)氣氛。合金的物相為α-Al,β-Si,θ相(CuAl2),Q相(Cu2Mg8Si6Al5)。圓盤(pán)

4、狀的G.P.區(qū),q￠相,θ相(CuAl2)和長(zhǎng)條狀的Q相(Cu2Mg8Si6Al5)彌散的分布在基體中。合金組織致密,第二相均勻彌散的分布在基體上,起到了沉淀強(qiáng)化的作用,顯微維氏硬度為86.82HV,拉伸時(shí)發(fā)生脆性斷裂,抗拉強(qiáng)度為177MPa。
　　采用T6熱處理制度對(duì)燒結(jié)合金進(jìn)行固溶時(shí)效處理,固溶溫度520℃,時(shí)間1h,人工時(shí)效溫度160℃,時(shí)效時(shí)間6h,8h,10h。在固溶和時(shí)效處理之后,Si相的形狀變得較為圓整,晶粒粗化長(zhǎng)大