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1、Si-Fe合金的组织及性能34材料工程/2007年2期半固态成型Al—Si—Fe合金的组织及性能Micr0structureandPropertiesofSemi—solidFormedA1-Si-FeAlloy赵树国,袁晓光,李胜,于海朋(1沈阳工业大学材料科学与工程学院,沈阳110023;2沈阳航空学院,沈阳110034)ZHAOShu—guo,YUANXiao—guang,LISheng,YUHai—peng(1CollegeofMaterialsScienceandEngineering,ShenyangUniversityofTechnology,
2、Shenyang110023,China;2ShengyangInstituteofAeronauticalEngineering,Shenyang110034,China)摘要:采用半固态成型技术制备了AI一17Si一5F~3Mn一4Cu一1Mg(质量分数/)合金,分析了合金的微观组织,检测了合金的力学性能,研究了合金的高温磨损行为.结果表明:经过半固态成型后,合金第二相发生了明显细化,尖角钝化,且分布更均匀;常温极限抗拉强度达到了239.6MPa,伸长率达到了2.0;150℃干磨和润滑条件下的磨损失重分别是390铝合金的3O.78和3.09.关键词:半固
3、态成型;AI-Si-Fe合金;微观组织;力学性能;磨损中圈分类号:TG1l3文献标识码:A文章编号:1001-4381(2007)02-0034-05Abstract:AkindofA1—17Si一5Fe-3Mn一4Cu一2Ni一1Mgalloyhasbeenpreparedbysemi—solidformingtechnology.Themicrostructureofthealloyhasbeenanalyzed,themechanicalpropertiesofthealloyhavebeentested,andthewear-resistingpro
4、pertyandthewearfailureformofthealloyhavebeenstudiedbyweartest.Theresultsshowthatthesecondphaseinthesemi—solidformedalloybecomefineandspherical,anditsdistributionishomogeneous.Theultimatetensilestrengthandelongationofthealloyare239.6MPaand2.0respectively.Undertheconditionofdryandlub
5、ricationfrictionwearat150℃,themasslOSSare3O.78and3.09thatofascast390aluminumalloyrespectively.Keywords:semi—solidformingtechnology;A1一Si—Fealloy;microstructure;mechanicalproperty;wear铝硅铁合金是极具前途的汽车发动机,压缩机等的轻质,低膨胀,高耐磨材料[1].采用铝硅合金取代传统的铸铁和铸钢制造汽车发动机零部件特别是运动部件,可减轻部件质量,提高发动机效率,节约燃油[2].汽车发
6、动机零部件特别,需要较高的耐磨性和一定的耐热性,通常情况下,轻质材料多选用高硅铝合金,但因铝硅合金中的硅相易于粗化,且耐热性较差,限制了其应用[3].目前的解决办法是向铝硅合金中加入铁等耐热合金元素L4],但是,合金中第二相粗化的问题仍然需要进一步解决.减小铝硅合金中硅相尺寸的方法较多,诸如向合金中加合金元素,变质处理等,但效果有限L5].利用快速凝固技术制备此类合金可以解决上述问题,但是,快速凝固技术高成本,复杂的工艺过程,很难在制造汽车零部件上得到推广ET,s].半固态成型技术是在合金处于半固态时进行挤压充型,成型过程中半固态坯料的流变,可以实现组织的细
7、化E.根据半固态技术的这一特点,本研究拟采用该技术制备高硅,高铁含量的Al—Si—Fe合金,通过半固态时的挤压成型,实现对脆性的初晶硅相和富铁相的破碎,从而达到细化组织和提高性能的目的.1实验材料与方法实验用原材料为含量不低于99.959/6(质量分数/,下同)工业纯铝,硅含量大于98的2号结晶硅,含量大于99.99,6的纯铜,镁含量大于99.98的纯镁,AI-10Fe中间合金和A1—10Mn中间合金;变质剂选用赤磷,精炼剂选用六氯乙烷.合金的化学成分见表1.制备工艺为:将配置好的合金电磁搅拌制备成半固态坯料,将坯料和模具一起二次加热到半固态温度(本研究选用
8、580℃),保温后,夹入外模具中挤压成半固态成型AI
