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1、A356合金熔体中Al2O3夹杂对变质剂Sr的影响 评论:0条 查看:151次 wang1972发表于2008-11-2812:20A356合金熔体中Al2O3夹杂对变质剂Sr的影响 葛学元,李建国,谭红艳,何迁(清华大学材料科学与工程系,北京100084)摘要:通过XRD、SEM等分析手段研究了A356合金熔体中Al2O3夹杂与变质剂Sr之间所发生的反应及其反应机制,结果发现Sr可以与Al2O3经过一系列反应生成Sr-Al-O化合物,由此造成了Sr的损耗,生成的Sr-Al-O化合物可溶于水。在Al-Si合金熔体中加入Sr后,游离态的Sr与Si会首先生成SrSi2,而
2、后在熔体中发生三元共晶反应,生成的Al2Si2Sr化合物呈块状或条状分布。研究还发现存在Al-Si-O化合物,它覆在Al2Si2Sr化合物表面。关键词:A356合金;Al2O3;Sr;Sr-Al-O化合物;Al2Si2Sr化合物中图分类号:TQ175.71;TQ133.1文献标识码:A文章编号:1001-4977(2008)01-0049-04InfluenceofAluminaonModifierStrontiuminA356AlloyMeltGEXue-yuan,LIJian-guo,TANHong-yan,HEQian(DepartmentofMaterialsS
3、cienceandEngineering,TsinghuaUniversity,Beijing100084,China)Abstract:ThemechanismofthereactionsbetweenaluminaandmodifierstrontiuminA356alloymelthavebeeninvestigated,bymeansofXRDandSEM.Theresultsshowedthattherehavebeenaseriesofreactionsbetweenthem,formingthekindofcompoundsSr-Al-O,whichare
4、water-soluble,andthisledtotheconsumptionofstrontium.WhenaddingstrontiumintothemoltenAl-Sialloys,theSrSi2wouldformfirstly,andthentheAl2Si2Srcompoundformedthroughternaryeutecticreaction,whichappearedintheshapeofbothbulkandstrip.TheAl-Si-OcompoundwasalsofoundwhichlaidovertheAl2Si2Srcompound
5、.Keywords:A356alloy;alumina;Sr;Sr-Al-Ocompounds;Al2Si2Srcompounds A356合金具有良好的工艺性能和力学性能,应用较广。但在未变质时其共晶Si相常呈粗大不规则片状,对合金力学性能产生不利影响。在A356合金中加入Sr并经热处理后,可使共晶Si相由粗大片状转变为细小颗粒状,从而使合金力学性能获得改善,特别是合金塑韧性得到很大提高[1-6]。目前,Sr是应用最广泛的变质剂。但由于Sr在空气中极易氧化,故在生产实践中常以Al-Sr中间合金的形式加入。 然而,熔体中Sr的化学性质仍然很活泼,在铝合金的保温、
6、浇注等过程中易氧化烧损,由此导致此后Si相变质不充分情况的发生。工业上A356合金中Sr的加入量一般约为0.01%~0.02%,若加入较多的Sr将会在合金中有较多量Al2Si2Sr化合物生成,从而影响材料的力学性能。此外,研究和生产实践表明[7-9],Sr是一种表面活性元素,加入熔体中后会增加合金的吸气性,使变质后熔体中的气体含量随保温时间的延长而增加,进而导致铸件中出现气孔。 目前普遍认为,在铝熔体的保温、浇注等过程中,Sr被氧化为SrO或SrO2,是造成Sr损耗的主要因素。因此在A356或其它Al-Si合金生产过程中要尽力避免熔体与空气直接接触。然而在实践中还发
7、现,当合金熔体的原料中含有较多量的回炉料如同种合金产品的机加工切屑时,Sr的损耗量也会增大。由于机加工切屑较大的表面积并由此带有较多的氧化皮,合金熔体中会不可避免地含有大量Al2O3夹杂。由于Sr的化学活性很强,会与合金熔体中的Al2O3发生反应生成富Sr化合物,由此造成Sr损耗,并导致此后变质不充分情况的发生。基于此设想,作者研究了A356合金熔体中Al2O3夹杂与变质剂Sr之间所可能发生的反应及其反应机制,试图为全面掌握Sr的损耗规律提供更完整的信息和依据。1试验条件和方法试验所用合金成分如表1所示,所用原料来源为国内某著名专业公司生
