脈沖電流處理對(duì)Al-Si活塞合金凝固組織和性能的影響.pdf

1、活塞作為發(fā)動(dòng)機(jī)上的重要構(gòu)件，擔(dān)負(fù)著動(dòng)力傳輸?shù)闹匾蝿?wù)。Al-Si合金以其較高的比強(qiáng)度及較好的尺寸穩(wěn)定性，在活塞材料中已逐步占據(jù)了統(tǒng)治地位。其性能的每一次提高都必將伴隨著機(jī)動(dòng)車的一次“速度革命”。脈沖電場(chǎng)細(xì)晶凝固技術(shù)始于國(guó)外，近些年在國(guó)內(nèi)得到了快速發(fā)展。其所能作用的材料及其范圍不斷擴(kuò)大，理論研究也不斷深入，有望在不久的將來(lái)進(jìn)行大規(guī)模工業(yè)應(yīng)用。然而為了提高Al-Si合金的高溫及耐磨性能，通常大量增加合金中Si的含量，因此使得合金凝固組織中的

2、共晶Si、初生Si的形態(tài)和分布不合理，而且當(dāng)加入變質(zhì)劑時(shí)又易帶來(lái)污染、過(guò)變質(zhì)及合金成分不準(zhǔn)確等一系列問(wèn)題。本文針對(duì)上述問(wèn)題，制備了三種不同成分的Al-Si活塞合金試樣，且對(duì)每種成分合金試樣在不同過(guò)熱度下進(jìn)行了電脈沖處理(PECT)實(shí)驗(yàn)。并采用金相觀察、SEM及EDS分析手段，對(duì)PECT前后及不同溫度PECT下試樣的凝固組織進(jìn)行了分析，主要包括晶粒組織及第二相的形態(tài)、分布等。最后對(duì)合金試樣的相關(guān)力學(xué)性能進(jìn)行了測(cè)試。結(jié)果表明：PECT能顯著

3、細(xì)化Al-Si活塞合金組織，使得含Si量小于12.6wt%合金晶粒尺寸減?。缓琒i量大于12.6wt%合金的一次枝晶臂間距(PDAS)的大小與PECT溫度相關(guān)；合金凝固組織中初生Si、共晶Si及第二相的形態(tài)、分布特征在PECT前、后變化明顯；結(jié)合對(duì)合金試樣進(jìn)行的強(qiáng)度、塑性及顯微硬度的力學(xué)性能測(cè)試結(jié)果，得出了PECT對(duì)Al-Si活塞合金的最佳處理工藝。運(yùn)用熱力學(xué)上關(guān)于正規(guī)溶液模型的假設(shè)，將Al-Si活塞合金熔體近似為Al-Si二元體系。根