《材料科学基础教学资料》Al-Si试验1.pptVIP

Al-Si二元合金显微组织分析                      *Introduction to ANSYS Part 2 - Release 5.5 (001129) 学生实验守则 1.实验前应该认真做好准备工作： 2.进入实验室或实验场地，不得穿拖鞋，穿汗背心。一定要穿按规定穿上必要的防护用品。保持安静，严禁闲谈喧哗，吸烟，随地吐痰。不得随意动用与本实验无关的仪器设备 。 3.遵守实验规则，按指定的区域和步骤进行实验，认真观察和分析实验现象，如实记录实验数据。 4.注意安全，严格遵守操作规程，爱护仪器设备，节约用水、电、药品、试剂、金属材料、元器件等，如违反操作规程或不听从教师指导而造成仪器设备损坏事故者，必须写出书面检查并按学校规定赔偿损失。 5.在实验过程中，若仪器设备发生故障就立即报告实验室负责人员及时处理。 6.实验完毕后，主动整理好实验用品，切断水、电、气源，并清扫好实验场地。 一 铸造铝合金实验目的 1 了解铸造铝合金配制，熔炼过程，工艺设计及显微组织分析的技术和方法，提高学生的实验综合能力。 2 学会应用二元相图，分析各种二元合金平衡或非平衡组织的形成过程。 3 熟悉典型Al-Si合金的二元相图，了解含硅量及凝固速度的变化对组织和性能影响。 4 初步掌握铸造铝硅合金的熔炼、浇注、试样制备及观察显微组织等方法。 二 铸造有色合金 有色合金指主要化学成分不是铁的合金。有色合金中也可以含有铁，但只是作为合金元素或杂质而存在。有色合金也称为非铁合金。 常用的铸造有色合金：铸造铝合金 铸造铜合金 铸造镁合金 铸造锌合金 铸造钛合金 铸造轴承合金 三 铸造铝合金 1 铸造铝合金的分类 铸造铝合金是在纯铝的基础上加入其它金属或非金属元素，它既保持了纯铝的基本性能，而且由于合金化及热处理作用，使铝合金具有良好的综合性能(如力学性能高，耐蚀能力强，对各种工艺过程适应性强) 常用的铸造铝合金 Al-Si 系 Al-Cu系 Al-Mg系 Al-Zn系 Al-Re系 2 Al-Si系合金 指以硅为主要合金元素的合金，所示为Al-Si二元相图。Al-Si二元系共晶成分含Si 11.6%，通常将含Si 10%~13%的合金视为共晶合金，含Si 4%~10%的合金视为亚共晶合金，含Si 14%以上的合金视为过共晶合金。Al-Si系合金具有优良的铸造性能(流动性能好，气密性好，收缩率小和抗热裂倾向小)经过变质和热处理之后，具有良好的力学性能(强度高)、物理性能(热膨胀系数小)、耐蚀性和耐磨性，是铸造合金中用途最广，品种最多的一类合金。 硅合金元素的作用 硅是大部分铸造合金的主要元素，硅同铝生成含11.6%硅的共晶体，加入硅可以提高流动性，改善铸造性能，提高补缩性和抭热裂性。富硅相是硬度较高的。所以合金的硬度随着硅含量的增加而增加，但是却降低塑性和切削加工性。 共晶铝硅合金结晶温度范围小，在一定的浇注温度下流动性很好，凝固时形成集中的缩孔，这类合金适用于薄壁件。亚共晶铝合金适用于高强度铸件，过共晶合金组织中有大量块状初生硅，切削加工性差，但是这类合金红膨胀系数小，耐磨且抗热裂性好，主要用于制造活塞等耐磨件。 3 铸造铝合金的熔炼 铝合金的熔炼是铝铸件生产过程中的一个重要环节，它包括选择熔炼设备和工具，炉料处理与配比计算以及控制熔炼工艺过程。 A 熔炼炉与坩埚 铝合金以及其它铸造有色合金熔炼中的问题是元素氧化烧损量大，合金液吸气量多。因此熔炼炉应保证金属炉料快速熔化，缩短熔炼时间，以减少合金元素烧损和吸气；降低燃料、电能消耗；延长炉龄。常用的熔炼炉有：电阻坩埚炉、电阻反射炉、中频炉、焦炭坩埚炉、油坩埚炉等。 B 坩埚 熔炼铝合金的坩埚有铸铁，铸钢(材质多为含铬耐热铸铁或中硅耐热球铁)坩埚和石墨坩埚两种。 4熔炼材料 熔炼铝合金的材料包括金属炉料，助剂和辅助材料 A 金属炉料 金属炉料有纯金属，预制合金锭，中间合金和回炉料。 各种纯金属都已按其纯度和用途标准化并列入国家标准。 回炉料分为三级：一般将废铸件浇冒口等称为一级回炉料。将小块浇冒口，坩埚底部剩料称为二级回炉料。将碎小废料，溅块等称为三级回炉料。 B 助剂