放電等離子燒結(jié)快速凝固高硅鋁合金組織遺傳特性及性能.pdf

1、高硅鋁合金具有容重小、強度高、耐磨性好、鑄造成型好、加工性能優(yōu)良、尺寸穩(wěn)定性較好等諸多優(yōu)點，被廣泛應(yīng)用在航空航天、汽車、機械等行業(yè)中。通過控制合金中硅含量，鋁硅合金可以表現(xiàn)出良好的性能可控性，提高過共晶硅含量對提高材料應(yīng)用性能非常有利。硅含量的增加通常會使初晶硅顆粒呈粗大的塊狀相，該相會降低合金材料的力學(xué)性能和機械加工性能。采用不同工藝可細(xì)化和改變初晶和共晶硅相尺寸和形貌，例如變質(zhì)處理、合金化、半固態(tài)成型以及快速凝固等技術(shù)。目前，采用傳

2、統(tǒng)的變質(zhì)處理、合金化等工藝均不能徹底解決初晶硅粗化問題，而利用快速凝固(冷卻速率102~106℃/s)制備過共晶鋁硅合金，可以顯著改善高硅合金顯微組織、減少成分偏析、提高合金固溶度，使合金性能大幅度提高，具有與常規(guī)鑄造合金明顯不同的組織性能特點。
　　放電等離子燒結(jié)技術(shù)(SPS)是一種新型的粉末材料燒結(jié)成型方法，近年來得到了快速發(fā)展。SPS利用脈沖能、放電脈沖壓力以及焦耳熱產(chǎn)生高頻率、瞬間局部高溫場來完成燒結(jié)過程，具有升溫和冷卻速

3、度快、燒結(jié)溫度低和燒結(jié)時間短等優(yōu)點，可有效地抑制晶粒長大，保持快速凝固合金組織，相比傳統(tǒng)方法具有明顯優(yōu)勢。
　　本文利用熔融紡絲快速凝固技術(shù)、球磨與放電等離子燒結(jié)相結(jié)合的方法制備了Al-25Si合金。研究發(fā)現(xiàn)，放電等離子燒結(jié)Al-25Si能夠遺傳其快速凝固組織的特點。500MPa，320℃燒結(jié)條件可獲得密度達(dá)到98％以上的塊體，其初晶硅彌散分布，組織尺寸細(xì)小，具有超細(xì)晶粒特征。此外，硅元素過飽和固溶于α(Al)基體。維氏硬度值和抗