Bi合金化過(guò)共晶Al-Si合金的研究.pdf

1、Bi合金化過(guò)共晶Al-Si合金擁有耐磨性高，熱膨脹系數(shù)低，延伸率和切削加工性能好等一系列優(yōu)點(diǎn)，并且還有與傳統(tǒng)過(guò)共晶Al-Si合金A390相媲美的力學(xué)性能，因此可應(yīng)用在活塞、汽車空調(diào)壓縮機(jī)雙向斜盤等耐磨性零件上。但是目前國(guó)內(nèi)對(duì)Bi合金化過(guò)共晶Al-Si合金的研究還非常少。本文通過(guò)材料熔鑄、熱擠壓和熱處理等工藝成功研制了一種具有良好的力學(xué)性能和熱膨脹性能的Bi合金化過(guò)共晶Al-Si合金，性能達(dá)到國(guó)外同類產(chǎn)品指標(biāo)要求。 利用高倍視頻顯

2、微鏡、電子探針、掃描電鏡等測(cè)試手段研究了Bi合金化過(guò)共晶Al-Si合金的顯微組織。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示：Bi在組織中以純B講目的形式存在；Bi對(duì)共晶硅有一定的變質(zhì)作用，使合金力學(xué)性能提高，抗拉強(qiáng)度由207Mpa提高到223Mpa，伸長(zhǎng)率由0.8﹪提高到1.0﹪。 冷卻速率是影響合金組織的一個(gè)重要因素。通過(guò)檢測(cè)不同冷卻速率下Bi合金化過(guò)共晶Al-Si合金的顯微組織，研究了冷卻速率對(duì)合金組織的影響。結(jié)果表明：隨著冷卻速率的增加，不但初晶硅和

3、共晶硅細(xì)化，Bi的分布也有很大變化。Ф6mm和Ф12mm試棒，冷卻速率較大，組織中部分Bi相被包裹在初晶硅中；而在Ф150mm試棒中，由于凝固過(guò)程中初晶硅生長(zhǎng)速率緩慢，Bi液滴被初晶硅凝固界面推動(dòng)前進(jìn)，最終在Al基體中凝固。 通過(guò)差示掃描量熱儀(DSC)測(cè)定了不同冷卻速率下Bi合金化過(guò)共晶Al-Si合金降溫曲線。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示：冷卻速率越快，初晶硅的析出溫度越低。Ф150mm試棒初晶硅析出溫度在680.4℃，而Ф12mm和Ф6mm

4、．的試棒初晶硅析出溫度分別在598.8℃和585.5℃。 研究了熱擠壓變形對(duì)Bi合金化過(guò)共晶Al-Si合金組織和性能的影響。結(jié)果表明：熱擠壓變形減小了初晶硅的尺寸，并使其邊角鈍化，共晶硅也由粗大的板片狀變?yōu)槎虠U狀，從而使合金的強(qiáng)度、硬度及伸長(zhǎng)率均有明顯的提高。在相同T6熱處理工藝下，合金的抗拉強(qiáng)度由擠壓前的240Mpa提高到338Mpa，伸長(zhǎng)率由0.7﹪提高到2.8﹪，布氏硬度由87.6提高到131。 采用膨脹計(jì)測(cè)定了B