过共晶铝硅合金中初晶硅的变质机理探讨.doc

过共晶铝硅合金中初晶硅的变质机理探讨 ? 48?轻金属2008年第5期 过共晶铝硅合金中初晶硅的变质机理探讨 曾斌,罗佑新,刘奇元 (湖南文理学院机械工程系,湖南常德415000) 摘要:过共晶铝硅合金中的初晶硅由于晶粒粗大并且有尖锐的棱角,严重的削弱了合金的机械性能,通常我们采用变 质处理工艺来改善这一现象.目前很多研究表明硅元素变质的机理主要是孪晶凹谷机制,但是研究的对象都集中于 亚共晶铝硅合金中的共晶硅.而对于含硅量高的过共晶铝硅合金,目前的研究内容是过共晶铝硅合金中的共晶硅或 磷元素变质中的初晶硅的变质机理.对于钠盐变质的过共晶组织中初晶硅的变质机理未见报道,而恰恰初晶硅对过 共晶组织性能的影响最深刻.因此实验研究对象锁定为钠盐变质的初晶硅变质机理,并且使用透射电子显微镜,通过 标定透射衍射斑点研究硅相的变质机理.结果证明:变质元素的富集和择优吸附对共晶硅和初晶硅都是有效的,但实 际上变质元素对两种硅相的变质效果是不同的. 关键词:过共晶合金;初晶硅;变质;衍射斑点 中圈分类号:TG146.21文献标识码:A文章编号:1002—1752(2008)05—48—3 Modificationmechanismdiscussionforprimary Siinhyper—eutecticAl—Sialloy ZENGBin,LUoYOH—xin,LIUQi—yuan (DepartmentofMechanicalEngineering,HunanUniversity ofArtsandScience,Changde415000,China) Abstract:PrimarySiphasesexistinAI—Sihypereutecticwhichharmthemechanicalperformancebecauseofcrassitudeandedges.Themodification technologyisalwaysadoptedtoimproveitsperformance.StudydemonstratesthemechanismofsiliconisTPREwhichfocusesoneutecticsilicon.To thehighlevelofsiliconinAI—Sialloytheyalsofocusoneutecticsiliconorprimarysiliconwhichismodifiedbyphosphorus.HowtheNaelementdfeets theshapeofprimarySiismeaningfulforthemodificationofhypereutecticAI—Sialloy.Thepaperinvestigatesthemodificationmechanismofprimary siliconbyindexingTEMdiffractionpattern.Theconclusionproves:theenrichmentandpreferredadsorptionhaveeffectonbotheutecticandprimary siliconbutthemechanismisdifferent. Keywords:hypereutectic;primarysilicon:modification;diffractionpattern 经过变质处理后的过共晶铝硅合金具有良好的 机械性能.它具有低的热膨胀率和高的耐磨性,广 泛的应用于工业.初晶硅,共晶硅相和共晶铝相是 它的主要组织.其中初晶硅对合金的机械性能具有 重要的影响,初晶硅晶粒粗大并且棱角锋利,这严重 削弱了合金的机械性能,耐磨性和切削性能.因此 如何改善硅相的形状和细化晶粒是一个重要的研究 方向.我们通常采用熔体振动法【1l2J,快速凝固 法【3】和变质工艺[4--6】提高合金的机械性能.对于 过共晶铝硅合金,工厂中使用最多的是磷元素的变 质处理.在亚共晶铝硅合金中,工厂使用最多的是 Na元素的变质处理.但是Na元素对于过共晶铝 硅合金的效果如何,目前还没有文献可查,因此,实 验研究了Na盐变质的过共晶铝硅合金的变质效 果. 实验 1.1钠盐变质试验 Na盐变质过程:把烘干的坩埚放入电阻炉,升 温到820”C,加入高硅铝硅中间合金,熔化后加入六 氯乙烷与氟硅酸钠的混合物,(六氯乙烷与氟硅酸钠 按5:1的比例混合,这是为了减缓六氯乙烷的反映 ①基金项目:湖南省”十一五”重点建设学科(湘教通(2006]180),湖南省自然科学基金(07JJ3093),湖南省科技计划项目(2007FJ3030, 2QZ2 收稿151期:2008—02—03 2008年第5期曾斌,罗佑新,刘奇元:过 共晶铝硅合金中初晶硅的变