快速凝固與燒結Al-Si-Cu-Mg鋁合金組織與性能研究.pdf

1、高硅鋁合金具有高比強度、低熱膨脹系數(shù)、耐磨性能優(yōu)異、綜合力學性能好的特點,廣泛的應用于航空航天、汽車、電子工業(yè)等諸多領域。傳統(tǒng)熔鑄工藝生產(chǎn)的高硅鋁合金中,粗大的硅相割裂了合金基體,嚴重弱化了材料的綜合力學性能。本文利用快速凝固-粉末冶金方法制備了Al-Si-Cu-Mg塊體合金,利用XRD、SEM、TEM等分析檢測手段深入研究了燒結過程中合金中第二相的析出以及彌散相的大小、分布對合金力學性能的影響,并研究了熱處理過程中合金中第二相的沉淀析

2、出以及對合金的強化作用。
　　本文采用商業(yè)化合金粉末EckaAlumix231,利用激光粒度儀和振篩機得到了粉末的粒徑分布,粉末的平均粒徑為85.94μm,且質量分數(shù)90％的粉末粒徑分布在160μm以下;分析不同粒徑合金粉末的XRD、SEM、TEM的研究結果發(fā)現(xiàn),粉末的主要物相組成為α-Al,β-Si,θ相(CuAl2),Q相(Cu2Mg8Si6Al5);小粒徑的粉末組織中,初晶Si由Al-Si共晶的組織包圍,富Cu和Mg的金屬間

3、化合物形成網(wǎng)狀結構環(huán)繞在Al-Si共晶的組織周圍;大粒徑的粉末組織為大量彌散的第二相分布在基體上。TEM分析發(fā)現(xiàn),合金粉末有大塊的Si相,橢圓形的q￠相彌散地分布在Al-Si晶界處,基體中還有大量的G.P.區(qū)成條帶狀分布。
　　采用冷壓/燒結工藝制備了快速凝固Al-Si-Cu-Mg塊體合金,燒結溫度545℃,燒結時間40min,N2保護氣氛。合金的物相為α-Al,β-Si,θ相(CuAl2),Q相(Cu2Mg8Si6Al5)。圓盤

4、狀的G.P.區(qū),q￠相,θ相(CuAl2)和長條狀的Q相(Cu2Mg8Si6Al5)彌散的分布在基體中。合金組織致密,第二相均勻彌散的分布在基體上,起到了沉淀強化的作用,顯微維氏硬度為86.82HV,拉伸時發(fā)生脆性斷裂,抗拉強度為177MPa。
　　采用T6熱處理制度對燒結合金進行固溶時效處理,固溶溫度520℃,時間1h,人工時效溫度160℃,時效時間6h,8h,10h。在固溶和時效處理之后,Si相的形狀變得較為圓整,晶粒粗化長大