文档介绍：江西理工大学
@士学位论文
Mg2Si增强过共晶Al-Si合金及其自生复合材料的研究
姓名:刘萍
申请学位级别:@士
专业:@
指导教师:刘政
20050801
-I-
Mg2Si 增强过共晶 Al-Si 合金及其自生复合材料的研究
刘萍导师:刘政教授
摘要
过共晶 Al-Si 合金是一种重要的铸造合金,广泛应用于航空、航天
及汽车制造等领域,但铸造组织中常出现的粗大初生硅相严重地损害了
材料的机械性能,尤其是当 Si%≥18wt%时,硅相粗化变得更加明显,
所以多年来,初生硅的细化问题得到了人们的普遍关注。本文采用液态
熔融法制备 Mg2Si 增强过共晶 Al-Si 合金及其自生复合材料,使用光学
显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDAX)、X 射线荧光分析仪
(XRD)等分析方法,观察颗粒 Mg2Si、初生 Si 及共晶 Si 的形貌、尺
寸、分布、数量;研究形成 Mg2Si 和初生 Si 的合适的 Mg 与 Si 的比例。
利用正交实验方法进行不同工艺参数的对比研究,探讨了熔体不同铸造
条件与不同处理状态,对凝固组织的影响。利用检测设备对试样进行力
学性能的测试,研究该过共晶 Al-Mg-18%Si 合金的最佳凝固工艺条件与
热处理工艺。实验结果发现:
,即:
a) 增大冷却速度。冷却速度与凝固组织之间的相关性:冷却速度
大,晶粒尺寸细小,球化明显;冷却速度大,变质效果越明显。
b) 在加强合金熔液流动的同时,再适当降低浇温,则细化晶粒的
效果会更好些。
c) 变质剂稀土的最佳加入量约为总量的 %。
d)优化热处理制度。热处理使合金中的初生 Si 相由粗大板块状向
细小圆球状或颗粒状转化,使共晶 Si 相由粗针状向纤维状或短杆状转
化,同时细化了 Mg2Si 并改变其形貌。
Si、共晶 Si 及 Mg2Si 颗粒越细小圆整,分布越弥
散,合金的硬度、强度越高,并有利于改善抗磨损的能力,减缓裂纹的
形成和扩展,提高材料的耐磨性。
在系统研究了固溶过程中Si相形貌演变的基础上,以稀土作为细化
剂,研究了稀土变质机理、热处理强化机理、沉淀强化机理。
关键词:过共晶 Al-Si 合金,Mg2Si,自生复合材料,稀土变质,
热处理,力学性能
-II-
Research on Mg2Si Particle Reinforced Hypereutectic Al-18%Si
Alloy and In-posites
Abstract
Hypereutectic Al-Si alloys are widely used in industries and Hi-Tech
fields, but coarse primary Si phase in casting is detrimental to the
mechanical properties of the alloy. Especially, silicon es more coarse
when Si%≥18wt% in alloys. Therefore, refinement of primary silicon has
been received great interest from metallurgists. In this thesis, the Mg2Si
particle reinforced hypereutectic Al-18%Si alloy in-posites are
manufactured by liquid pouring. Optical microscopes(OM), scanning
electron microscopes(SEM), EDAX and X-ray microanalyzer(XRD) are
used for examining shapes, sizes, distribution and quantity of Mg2Si particle,
primary Si and eutectic Si;studying the proper proportion between of
Magnesium and Silicon when configurate Mg2Si particle and primary Si in
the alloy. The different craft parameter contrast research was