RE对Al-22Si-3Fe-0.045P-1.8Mn组织和性能的影响.pdf

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1、·608·垂篙帅薷Jul．2016VOI．65NO．7RE对AI一22Si一3Fe一0．045P一1．8Mn组织和性能的影响李林鑫，银强，陈显均，任小鸿(四川化工职业技术学院机械工程系，四川泸州646005)摘要：为了实现含铁量较高的过共晶铝硅合金回收利用，提升合金性能，通过加入不同含量的Mn和l也，采用．RE+Mm联合变质的方法，研究铝硅合金中铁相变质机理，从而得到性能较好的合金成分。结果表明，在加入1．8叭．％Mn和0．35wt．％RE时，合金获得最好性能，抗拉强度达到152．1MPa。对过共晶铝硅合金铸件的生产具有参考意义。关键词

2、：铝硅合金；过共晶；RE；铁相；Mn中图分类号：TGl46文献标识码：A文章编号：1001-4977(2016)07—0608—04E仟bctOfREonAI．22S．-3Fe．0．045P．1．8MnMicrostructureandPropertiesLILin—xin，YINQiang，CHENXian-jun，KENXiao-hong(DepartmentofMechanicalEngineeringSichuancollegeofchemicalTechnology,Luzhou646005，Sichuan，China)Abs

3、tract：ToachieverecycleofthehilghironcontentofhypereutecticA1一Sialloyandimprovealloyperformance．metamorphicmechanismoftheironphasewasresearchedbyaddingdifferentcontentofMnandREandadoptingthemethodofRE+Mhjointdeterioration．Andoptimalalloycompositionwasobtaine6Theresultssho

4、wthatadding1．8wt．％Mnand0．35wt．％RE，thealloycanobtainthebestperformance，thetensilestrengthcanreach152．1MPa,whichprovidesreferenceforthehypereutecticaluminumsiliconalloycastingproduction．Keywords：A1一Sialloy；hypereutectic；RE；ironphase；Mn本研究以过共晶铝硅合金AI．22Si为研究对象，该合金由于合金中si含量较高

5、，与亚共晶、共晶铝硅合金相比，合金的密度和热膨胀系数低，耐磨性和耐腐蚀性高，因此该合金目前广泛用于制造内燃机的活塞。Fe在Al—Si合金中，通常以富铁的金属问化合物的形式存在，常见的有d相和B相。Ot相的化学表达式为：A115Fe3Si2、A112Fe3Si2、AlsFe2Si、A120Fe5Si2等，0【相通常以汉字状、骨骼状或花卉状的形貌出现，晶体结构为六方晶格结构。B相的化学表达式为：AI，FeSi、AIgFe：Si：。B相通常以针状(立体为片状)的形貌出现，晶体结构为单斜晶型【1．3】。随着铝资源的消耗，铝的回收重复利用越来越受

6、到重视，影响回收铝使用的一个主要问题是随着铝回收次数的增加，Fe元素含量会出现累积增加。Fe被认为是铝合金生产过程中不可避免的杂质，除部分来自于原料和回炉料外，熔炼过程使用的熔炼工具、操作工具及金属型模具等，也会带入铁元素。随着回炉次数的增加，Fe含量逐渐积累。在正常的铸造凝固条件下，这些铁更倾向于以B相的方式存在于A1．Si合金中。B相通常以粗大的针状相形式出现，对基体会产生严重的割裂作用，降低了合金的强度。同时，此种针状相易在晶界上析出，降低了合金的耐腐蚀性。近几年，有杨承志[41等学者对回收铝硅合金中的铁相改善做了研究。研究表明，

7、硼化物(KBF4)不能起到降铁作用，但促使B—Fe相向初生Ot．Fe相转变；当B加入量达到0．75％时，初生a．Fe相周围出现了汉字状仅．Fe相；Sr会促使B．Fe相向汉字状仅．Fe相转变，当sr力Ⅱ人量为0．3％时，9．Fe相几乎消失，同时sr对针状p．Fe相有溶解碎裂作用。刘涛15]等学者通过加入元素Mn并配合热处理工艺来控制A356铝合金富铁相的形态，研究表明：合金经过热处理后，加入Mn能够使大部分针状铁相B—A15FeSi转变成粒径较为均一的颗粒状或树枝状铁相仅．AI(Fe，Mn)Si；预先热处理与铸态相比力学性能更好，改变Mn

8、的加入量能够控制块状铁相的粒径大小；经过Mn与热处理共同作用的A356铝合金的抗拉强度提高30,～40MPa，伸长率提高4％～6％。为了改善铁元素对合金的不利影响，保证合金回收效果，本研究在AI．22Si合