Al63Cu25Fe12準(zhǔn)晶增強(qiáng)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(duì)Al63Cu25Fe12合金鑄錠和快凝態(tài)的Al63Cu25Fe12合金薄帶分別進(jìn)行SEM-EDS、X-射線衍射和DSC分析,通過(guò)熱處理成功的制備了由基本單一相組成的Al63Cu25Fe12準(zhǔn)晶合金。將熱處理后的Al63Cu25Fe12準(zhǔn)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(jìn)行強(qiáng)化處理。通過(guò)不同的保溫時(shí)間研究準(zhǔn)晶在基體合

2、金中相的變化并分析了準(zhǔn)晶合金對(duì)基體合金的組織與性能的影響。
　　 試驗(yàn)表明,通過(guò)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(zhǔn)晶I相以及τ相,并在凝固的過(guò)程中依次析出。通過(guò)DSC確定了τ相、準(zhǔn)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(guò)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(zhǔn)晶I相和少量的τ相組成。凝固速度對(duì)Al63Cu25Fe12準(zhǔn)晶合會(huì)中相的組成有重要的影響。在氬氣的保護(hù)條件下,經(jīng)過(guò)750℃,3小時(shí)熱處理并淬火后,Al63Cu25Fe12合金鑄錠幾乎由單一的準(zhǔn)晶相組成。
　　 將Al63Cu25Fe12準(zhǔn)晶顆粒以機(jī)械攪拌鑄造的方法加入到Al-7％Si合金中。隨著準(zhǔn)晶顆粒添加量的增多,基體合金晶界周圍的準(zhǔn)晶顆粒明顯增多,并沿晶界均勻分布,無(wú)明顯的團(tuán)聚現(xiàn)象,顆粒的尺寸有了明顯的

4、減小。隨著保溫時(shí)間的延長(zhǎng),基體中彌散分布的準(zhǔn)晶顆粒發(fā)生熱裂,并有低溫τ相的生成。隨著保溫時(shí)間的進(jìn)一步延長(zhǎng),準(zhǔn)晶顆粒完全溶解,準(zhǔn)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(xué)性能測(cè)試結(jié)果表明,隨著Al63Cu25Fe12準(zhǔn)晶顆粒的增多,準(zhǔn)晶增強(qiáng)Al-7％Si合金的硬度和抗拉強(qiáng)度逐漸增加,而伸長(zhǎng)率開始基本保持不變,當(dāng)準(zhǔn)晶的添加量大于6％時(shí),伸長(zhǎng)率出現(xiàn)逐漸下降的趨勢(shì),因此,當(dāng)添加量為6％時(shí),準(zhǔn)晶增強(qiáng)合金的力學(xué)性能最佳。<

5、br>　　 以相同的方法將Al63Cu25Fe12準(zhǔn)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(xì)化,準(zhǔn)晶顆粒以長(zhǎng)條狀和塊狀存在。當(dāng)準(zhǔn)晶的添加量較少時(shí),準(zhǔn)晶顆粒和細(xì)化的共晶Si彌散分布在基體合金中。隨著準(zhǔn)晶含量的增加,準(zhǔn)晶顆粒出現(xiàn)團(tuán)聚現(xiàn)象。隨著保溫時(shí)間的延長(zhǎng),準(zhǔn)晶顆粒逐漸溶解,準(zhǔn)晶相中的各元素?cái)U(kuò)散到基體合金中并與之形成了許多新相。力學(xué)性能結(jié)果表明,準(zhǔn)晶增強(qiáng)Al-12.6％Si合金的硬度隨

6、著準(zhǔn)晶添加量的增加而增加。而伸長(zhǎng)率在準(zhǔn)晶添加量較少時(shí)保持不變,當(dāng)準(zhǔn)晶添加量大于3％時(shí),伸長(zhǎng)率出現(xiàn)下降的趨勢(shì)。準(zhǔn)晶增強(qiáng)Al-12.6％Si合金的抗拉強(qiáng)度隨準(zhǔn)晶添加量的增加先增大后減小。當(dāng)準(zhǔn)晶添加量為6％時(shí),抗拉強(qiáng)度達(dá)到最大值。并對(duì)準(zhǔn)晶添加量為3％的增強(qiáng)Al-12.6％Si合金和未增強(qiáng)的Al-12.6％Si進(jìn)行500±5℃固溶并淬火處理,在185±5℃人工時(shí)效24小時(shí),準(zhǔn)晶增強(qiáng)Al-12.6％Si合金和未增強(qiáng)的Al-12.6％Si合金的硬度