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1、2009,Vol.37,8轻合金加工技术LAFT5过共晶AlSi合金变质处理研究进展卢绍龙,马幼平(西安建筑科技大学冶金工程学院,陕西西安710055)摘要:综述了目前常用过共晶AlSi合金变质处理方法和特点,介绍了各变质处理方法的发展概况及新的研究成果,指出低成本、高效、无污染、多功能化的复合变质是变质处理的发展趋势。关键词:过共晶;AlSi合金;变质处理;复合变质中图分类号:TG14621文献标识码:A文章编号:1007-7235(2009)08-0
2、005-04GeneralaspectanddevelopmentofmodificationofhypereutecticAlSialloyLUShaolong,MAYouping(SchoolofMetallurgyEngineering,XianUniversityofArchitectureandTechnology,Xian710055,China)Abstract:Methodsandcharacteristicsofmodificationtreatmentincommon
3、useforhypereutecticAlSialloyaresummarized.Thegeneralsituationandsomeachievementsofmodificationtreatmentarealsointroduced.Acknowledgeasthatcompoundmodificationwillbethedevelopmenttrendofmodificationtreatmentinthefuture.Keywords:hypereutectic;AlSiallo
4、y;modificationtreatmen;compoundmodification过共晶AlSi合金具有优异的低膨胀性能,有很能提高合金的高温强度和热稳定性。但Ni在国内高的耐磨性、耐蚀性、较小的密度和良好的导热属于稀缺资源,价格昂贵。我国稀土资源丰富,加入[1-4]性,因此,它被广泛应用于汽车、航天等领域的关稀土能生成Al8Cu4Ce、Al24Cu8Ce3Mn等热强相,还能键零部件,如发动机活塞、转子等。研究开发高性能细化组织,起到取代Ni的作用。为进一步改善合金[5-6]性能,有时还
5、在合金中加入微量的Ti、Cr、Co和Mn过共晶AlSi合金及其加工工艺是铝工业发展的重要课题之一。等合金化元素。随着Si含量增加,虽然一系列性能获得改善,但1过共晶AlSi合金的组织和性能组织中出现针状或片状的共晶硅和粗大的多角形块状或板状初晶硅,严重地割裂了铝基体;在硅相的尖过共晶AlSi合金的铸态组织主要由大块初晶端和棱角处引起应力集中,容易沿晶粒边界处或板硅和共晶体((Al)+Si)组成,此外还有因含有不同状硅本身开裂而形成裂纹,使合金变脆,力学性能特的合金元素如Cu、Mg、Ni、
6、稀土元素等而形成的金属别是伸长率显著降低,切削加工性能也变差,从而失间化合物强化相。Si是主要的合金化元素,在铝合[7-8]去应用价值。因此生产中必须对合金中的初晶金中加Si,能显著改善合金的流动性,降低合金的热硅和共晶硅进行细化变质,改变硅相的组织形态,减膨胀系数,减少热裂倾向,降低合金密度,提高耐磨少其对基体的削弱作用,从而提高和改善过共晶Al性、高温强度、刚度和疲劳强度,并且减少铸造疏松。Si合金的力学性能。加入Cu和Mg能在合金中形成CuAl2、Mg2Si及Al2CuMg等强化相,进一步
7、提高合金的常温、高温性2初晶硅的变质处理[9]能。Ni加入合金中形成Al3Ni及Al9NiFe等难溶相,目前已经报道的初晶硅形貌包括:六边形板收稿日期:2008-11-25第一作者简介:卢绍龙(1982-),男,陕西西安人,硕士研究生。6LAFT轻合金加工技术2009,Vol.37,8[22]状、八面体等轴晶体、含有平行孪晶的等轴晶体、含硅相从针状变质成为完全均匀的纤维状。其变质有2~5个辐射状孪晶的星状晶体和球状晶体。目机制为Na吸附在Si晶胚表面,降低了S
8、i晶胚在液[10]前细化初晶硅的方法有超声波振动、旋转磁场搅相中的移动能力,使Si相生长速度低于相的,促使[11][12][13]拌、快速凝固法、加压铸造法(如挤压铸造)相领先形核,Si相通过孪晶在晶包间的∀节点#中等,虽然都取得一定效果,但由于工艺不成熟、效率生长,形成共晶组织。另外Na还能阻碍五瓣星状初低和尚不能大规模使用等原因,在国内还没有投入晶硅的各向异向生长,使其变成球形。但是Na存在工业化应用,目前最有工业使用价值的方法是加入变质效果易衰退、吸收率低、增加熔体吸气
