不同硅含量的高硅铝合金中初生硅形态控制技术研究

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1、硕I：论文不同硅含量的高硅铝合金中初生硅形态控制技术研究摘要过共晶A1．Si合金是一种重要的铸造合金，也是一种优良的耐磨材料，但未变质过共晶铝硅合金中普遍存在的粗大多角形初生硅相，严重割裂基体，损害了材料的力学性能，限制了其在工业中应用的范围。为了改善初生硅相形态，人们一直在研究改进过共晶A1．Si合会中初生硅相的形状和优化共晶组织的有效方法，在变质处理、热处理、快速凝固等方面均进行了有益的探索。但这些方法不适合大规模工业生产。本人在前人的基础上，系统地研究了铸造工艺、变质工艺、固态扩散处理以及二次加热对不同硅含量的高硅铝合金中初生硅颗粒形

2、态的影响，以期寻找一个可以最大限度地改善初生硅的形态且简便、可靠又经济的工艺。通过实验发现：变质处理虽能够很好的细化初生硅，但其形态仍带有明显的尖角，产生应力集中，割裂基体，且变质剂的加入量过大容易引起变质过度，恶化组织；通过固态扩散处理可以粒化、球化共晶组织，同时钝化初生硅的尖角，但若温度过高、保温时间过长反而会粗化初生硅；二次加热可以有效的球化初生硅，但对原始组织的依赖性较强，且如果参数设置不当，不但不能改善初生硅的形态，反而会使其有所恶化；合金中硅含量越高，则改善其组织就越困难。最终得到的最佳工艺参数分别为：对AI．20Si合金，其最

3、佳工艺参数为模具预热150℃，760℃浇注，加入0．4％的CUPl4合金，在550℃下保温24h后进行参数为585℃x10min的二次加热；对A1．25Si合金，其最佳参数为模具预热125℃，810℃浇注，加入0．8％CUPl4和0．6％RE，525℃下保温36h，再进行625℃x10min的二次加热；对A1．30Si合金，其最佳参数为模具预热125℃，870℃浇注，加入O．8％CUPl4和0．9％RE，525℃下保温48h后进行640℃×15min的二次加热。在这些工艺下，初生硅被很好的球化，因此具有很高的实用价值。关键词：高硅铝合金，初

4、生硅，变质，固态扩散，二次加热，形态控制Absgact硕+l：论文AbstractHypereutecticaluminum-siliconalloyisanimportantcastingalloysandanexcellentwear-resistantmaterial．However,thecastingofhypereutecticA1-Sialloysalwayspresentrelativelycoarserandbrittleprimarysiliconparticleswithshapeanglewhichdegradesi

5、gnificantlymechanicalproperties，andlimitthefurtherapplication．Inordertoimprovetheprimarysiliconmorphology,ithasbeenstudyingeffectivewaystoimprovetheshapeofprimarysiliconinhypereutecticaluminum-siliconalloyandoptimizingeutecticstructure，andresearchinginadditionofmodifiers，h

6、eattreatment，rapidsolidificationandSOon．Butitcannotberealizedinindustry．Thisresearchhasstudiedsystematicallyontheinfluencesofcastingprocessing，modificationprocessing，solutiontreatmentandreheatingtreatmentonthesizeandmorphologyofprimarysiliconparticlesindifferentcontentofSi

7、ofhypereutecticA1-Sialloybasedonthepriorwork．Soastofindaprocessoffarthestimprovingmorphologyofprimarysiliconandsimple，reliable，andeconomical。Severalphenomenonscanbeobservedinthisresearch．AlthoughprimarysiliconparticlesCanbefinedgreatlywiththeincreaseadditionofmodifiers，the

8、irsharpanglecausestressconcentrationeasily,anddisseveredtheA1matrix；moreover,theexcessive