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1、轻有色合金特种铸造及有色合金2010年第30卷第3期P+RE变质对过共晶Al2Si合金组织的影响1111222梁国萍苏勇刘福东孙林章高伟王爱珍金梅(1.合肥工业大学材料科学与工程学院;2.安徽省恒泰活塞制造有限公司)摘要采用P+RE对过共晶Al2Si合金进行复合变质。结果表明,P+RE复合变质对初晶硅和共晶硅均有很好的变质效果。五心瓣状初晶Si尺寸明显减小且棱角钝化,共晶Si由原来的长针状变为短杆状,微观组织得到明显的细化。同时也对P+RE的变质机理进行了论述。关键词过共晶Al2Si合金;P+RE复合变质;微观组织;变质机理+中图分类号
2、TG146.21文献标志码A文章编号1001-2249(2010)03-0273-03DOI:10.3870/tzzz.2010.03.025过共晶Al2Si合金具有优良的铸造性能,且线膨胀2金相结果与分析系数小、耐磨性好,被广泛用于汽车活塞、缸体等零[1,2]件。然而未经变质处理的过共晶Al2Si合金,其主2.1金相组织要组织是初生组织和共晶组织,初晶Si呈粗大的多角图1为过共晶Al2Si合金的未变质金相组织。从形板状,共晶Si呈针状,严重割裂了合金基体,使合金图1中可以看出,未变质的铸态合金有大量板块状的初变脆,力学性能特别是塑性显
3、著降低,切削加工性能也生Si和一些密集的针状的共晶Si存在,随着Si含量的变差。因此需要对过共晶合金进行变质处理来改善其增加,初生Si颗粒变大,棱角处变长,甚至长成五星瓣组织形貌,进而提高材料的力学性能。本课题主要研状,针状的共晶Si也明显增多。究了P+RE复合变质对过共晶Al2Si合金组织的2号和3号试样中出现五星瓣状初生Si是由Si的影响。生长机制决定的。在凝固结晶时,由于晶体生长时原子错排的结果,易形成生长孪晶,Si原子或原子集团在孪1试验方法晶凹槽处沉积生长很容易满足Si相生长的界面自由能将配好的炉料放进石墨坩埚中,在井式坩埚炉
4、中通条件。因此,Si相在孪晶凹坑处生长速度十分迅速,最过合适的温度进行熔炼、保温直至全部熔化。将温度降终导致五星瓣状形貌的产生。这种生长方式称之为孪[3]至720℃,用钟罩压入Mg搅拌后静置20min,加入赤晶凹坑生长机制。初生Si尺寸在60μm左右,有的五星瓣甚至达200μm,同时在初生Si周围存在大量针磷盐与稀土进行变质后静置20min。最后用C2Cl6除状的共晶Si,割裂了合金基体,严重影响了合金的力学气,用Al箔将除气剂包成3份依次用钟罩压入金属液性能和切削性能,使得合金的使用受到限制。中,搅拌,静置20min,扒渣,最后将金属
5、液浇入预热至为了提高合金的性能,增加合金的使用范围,通过100℃的金属型中。金相试样经磨样,抛光后采用体积加入P+RE的方法来细化合金的组织,对合金进行复分数为0.5%的HF溶液腐蚀,用配有VideoTEST金合变质,使得初生Si与共晶Si的尺寸明显减小,见图相采集测量软件的OLYMPUS4XB2TV型金相显微镜2。观察和测量初晶Si尺寸。炉料的配比见表1。从图2可以看出,经过P+RE细化变质后,几乎所表1合金及添加剂含量%有的初生Si都得到了细化,尺寸在20μm左右,形状也试样wB由五星瓣状细化成了细小的颗粒状,并且初生Si的大编号S
6、iCuMgNiREPC2Cl6Al1181.50.90.70.60.080.4余量小随着Si含量的增加没有太大的变化,只是略有增大。2221.50.90.70.60.080.4余量从图2还可以看出,通过P+RE细化变质后,合金3241.50.90.70.60.080.4余量组织变得均匀细小了。而共晶Si大部分由针状变成短注:制备未变质的试样,仅不加P+RE,其他比例一样,Mg的加入量按杆状,甚至颗粒状,均匀弥散的分布在基体中,圆整度比30%损耗计算未变质时有明显提高。收稿日期:2009207220;修改稿收到日期:2009210227第
7、一作者简介:梁国萍,女,1985年出生,硕士研究生,合肥工业大学材料科学与工程学院,南校区656信箱,合肥(230009),电话:13856909455,E-mail:pingyuyangyang@163.com通讯作者:苏勇,男,1963年出生,教授,合肥工业大学材料科学与工程学院,合肥(230009),电话:0551-2904636,E-mail:suyong1963@126.com273特种铸造及有色合金2010年第30卷第3期(a)1号试样,低倍(b)1号试样,高倍(a)1号试样,低倍(b)1号试样,高倍(c)2号试样,低倍(d
8、)2号试样,高倍(c)2号试样,低倍(d)2号试样,高倍(e)3号试样,低倍(f)3号试样,高倍(e)3号试样,低倍(f)3号试样,高倍图1不同试样未变质的组织图2不同试样P+RE变质后的组织2.2变质机理
