Co对Al-20Si-2Cu-1Ni-0.5Mn合金微观组织和力学性能的影响.pdf

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1、实用研究种铸造及有色合金2012年第32卷第1期Co对AI-20Si-2Cu-INi-0．5Mn合金微观组织和力学性能的影响沙萌吴树森王行涛(华中科技大学材料成形与模具技术国家重点实验室)摘要采用扫描电镜(SEM)、图像定量分析软件等，研究了在A1—20Si一2Cu一1Ni一0．5Mn合金中分别添加质量分数为0．5％、0．9％、1．5％的Co对合金微观组织和力学性能的影响。结果表明，随着Co含量的增加，合金中的含Co金属间化合物的体积分数和平均直径均有所增加，其形态也由小团块状转变为发达的树枝晶。合金的力学性能随

2、Co含量的增加逐渐降低。Co元素对于初生Si没有明显的变质作用。关键词过共晶A1一si合金；Co；微观组织；力学性能中图分类号TG146．21文献标志码A文章编号1001—2249(2012)01—0023—04EffectsofCoonMicr0structureandMechanicalPropertiesofAI_20Si一2Cu一1Ni一0．5MnAlloyShaMeng，WuShusen，WangXingtao(StateKeyLaboratoryofMaterialProcessingandDieMo

3、uldTechnology。‘HuazhongUniversityofScienceandTechnology)Abstract：Withthehelpofscanningelectronmicroscopy(SEM)andquantitativephotographanalysissoftware。theeffectsofCocontentVariedfrom0to1．5％onmicrostructureandmechanicalpropertiesofAl一20Si一2Cu一1Ni一0．5Mnalloywer

4、einvestigated．Theresultsshowthat，thevolumefractionandaver—agediameterofCo—containingintermetalliccompoundsareincreasedwiththeincreaseofCocontent．Meanwhile，themorphologyofCo—containingphasesisconvertedfromsmallbulkystructuretowell—de—velopeddendrites．Theadditi

5、onofCohasaworseeffectonthetensilestrengthofthehypereutecticA1一Sialloy．Inaddition，themodificationeffectsofCocontentonprimarySiinthealloycanbeignored．KeyWords：HypereutecticAI—SiAlloy，Co，Microstructure，MechanicalProperties过共晶Al—Si合金具有热膨胀系数小、密度小、耐如快速凝固技术等。其中，合金化是

6、强化过共晶Al—Si磨耐腐蚀性好、高温性能好和铸造性能好的特点，并且合金的一种重要手段]。在A1-Si合金中加入Cu、Mg、随着合金中Si含量的增加，合金的热稳定性增加、密度Mn、Ni及其他强化元素可组成多元合金活塞材料[5]。降低、线膨胀系数减小、耐磨性和耐腐蚀性提高，以上特一般认为_6]，Co也是提高A1-Si合金性能的元素之点使其适用于承受高热负荷的活塞，以及其他耐摩擦、一，但是国内还没有形成含Co的铝合金牌号，对于Co磨损铸件_1卅]。但过共晶Al—Si合金的显微组织由粗大在过共晶A1一Si合金中所起到的

7、作用报道较少_8]。本板状多角形的初生Si和粗针状的共晶Si所组成，导致课题旨在利用环境扫描电镜(SEM)等，研究不同含量合金的力学性能和切削性能变差，限制了其应用范围。的Co对A1—20Si合金显微组织和力学性能的影响。目前，对过共晶Al—Si合金的强化措施主要有3个方面：首先是对合金熔体的变质处理，通过细化初生si1试验方法和共生si来提高合金的强度；其次是以合金化的手段开发新型合金，即通过研究各种元素在铝合金中的作试验原材料为99．7％(质量分数，下同)的纯Al用，优化元素的添加量和添加工艺来研制高强度的A

8、l—锭，99．99％的高纯Cu，99．9％的纯Ni，99．9％的纯si合金；再次是以现有工艺手段对合金材料进行改良，Mg，99．9％的纯Co，A1—25．8Si和A1—10Mn中间合金；收稿日期：201I-07—18；修改稿收到日期：2011-1104基金项目：国家高技术研究发展计划(863计划)资助项目(2007AA03Z557)第一作者简介：沙萌，女，1987年出生，