AlP在Al-Si熔體中的行為及P吸收率研究.pdf

1、近共晶和過共晶A1-Si合金由于具有良好的鑄造性能、力學性能、耐蝕性能和低的熱膨脹系數，在工業(yè)領域得到了廣泛應用。對于Al-Si合會，采用磷變質處理可以提高其高溫強度、耐磨性、機械加工性能以及降低熱膨脹系數。目前磷變質處理主要采用Al-P系中間合金，其組織中存在預先生成的AlP化合物。由以前的研究得知，AlP被認為是一種穩(wěn)定的化合物，如果在中間合金中已經存在，則加入熔體中以后會迅速彌散，并直接作為初晶Si的形核襯底。但是試驗發(fā)現情況并非

2、完全如此，因此對此方面進行了進一步地研究。
　　 本文利用高倍視頻金相顯微鏡(HSVM)、電子探針顯微分析儀(EPMA)、場發(fā)射(FESEM)和X射線衍射儀(XRD)等測試手段研究了AlP在Al-Si熔體中的行為。研究發(fā)現，熔體溫度、保溫時間和冷卻速度對AlP的尺寸和形貌有顯著影響。在其他參數一定時，低溫下AlP為小塊狀，隨溫度升高AlP逐漸長成粗大板片。保溫時間延長和冷卻速度減小都會使得AlP尺寸增大。這些可以說明AlP在熔體

3、中發(fā)生了溶解、析出和長大的過程。而且，粗大板片狀的AlP加入到熔體中可以在短時間內變?yōu)樾K狀，這表明AlP在熔體中還發(fā)生了破碎。因此，AlP在Al-Si熔體中存在著破碎、溶解、析出和長大的過程。
　　 通常，評價含P中間合金對Al-Si合金的變質作用是依靠觀察其變質效果，這難以保證結果的客觀性。因此本文選用了P吸收率來評價中間合金的使用效率，進而滿足中間合金的用戶在使用含磷中間合金時對磷含量或者P吸收率提出的某些具體要求。

4、>　　 本文利用光電直讀光譜儀測定試樣中的P元素含量，從而計算出P吸收率。研究發(fā)現，P吸收率除與含磷中間合金有關外，還受許多工藝參數的影響。
　　 研究了變質試驗工藝參數對P吸收率的影響。發(fā)現P吸收率會隨溫度、保溫時間、加入量等工藝參數的變化而呈現出一定規(guī)律性。溫度升高時，P吸收率增大，這間接驗證了AlP在鋁熔體中的溶解行為；隨著保溫時間的延長，P吸收率逐漸增大并趨于穩(wěn)定，最后會由于燒損等因素而緩慢降低；增大加入量時，雖然P吸

5、收量提高，但吸收率卻降低。
　　 研究了Al-P中間合金的組織形態(tài)對P吸收率的影響。將中間合金在不同溫度下重熔，高溫下制備的含有板片狀AlP的中間合金的P吸收率比較低溫度下制備的含有小塊狀AlP的中間合會的P吸收率要高；將Al-P中間合金進行熱擠壓后AlP變?yōu)槌叽缂毿》植季鶆虻念w粒，P吸收率也有明顯提高。
　　 研究了外來粒子對P吸收率的影響，在使用Al-P中間合會進行變質時分別加入其它幾種中間合金(Al-Ti-B、Al

6、-Ti-C-B、Al-Ti-B-C)，由于這些中間合金中含有的粒子能夠對AlP起到固定作用，使得P吸收率顯著提高。
　　 研究了Al-P中間合金成分發(fā)生變化時P吸收率的變化。Al-Si-P中間合金的P吸收率與Si含量有關，發(fā)現隨Si含量提高而增大，在共晶成分附近達到最大值，然后逐漸下降；自身含有TiB2/TiC粒子的Al-Si-P中間合金的P吸收率要比單純的Al一Si-P中間合金的P吸收率要高；制備的Al-Zr-P中間合金起到了