過共晶Al-24%Si合金的變質(zhì)及變質(zhì)機理研究.pdf

1、過共晶鋁硅合金具有比重小、熱膨脹系數(shù)小、耐磨性和體積穩(wěn)定性好等優(yōu)點，是理想的活塞材料。然而，未經(jīng)變質(zhì)處理的過共晶鋁硅合金組織中，初晶硅尺寸粗大，棱角分明；共晶硅呈長針片狀，嚴重的削弱了合金的綜合性能，限制了合金的應用范圍。因此細化合金組織是提高合金綜合機械性能的必要手段。
　　 本文主要通過單一P、富鑭混合稀土(RE)及P和富鑭混合稀土復合對過共晶鋁硅合金(含Si量在24％左右)進行變質(zhì)處理，以期達到細化合金組織的目的。借助金相

2、顯微鏡、掃描電鏡(SEM)、能譜儀(EDS)、X射線衍射(XRD)等分析手段對未變質(zhì)和變質(zhì)后的過共晶Al-24％Si合金進行了組織觀察分析，同時探討了不同變質(zhì)元素的變質(zhì)機理。研究結(jié)果表明：經(jīng)過P和富鑭混合稀土復合變質(zhì)后的過共晶Al-24％Si合金組織細化效果理想。與單一變質(zhì)劑相比，既填補了單一P變質(zhì)時對共晶硅變質(zhì)的不足，也填補了單一富鑭混合稀土變質(zhì)時對初晶硅變質(zhì)的不足。變質(zhì)后過共晶Al-24％Si合金組織中的初晶硅晶粒尺寸大幅減小，幾乎

3、在30μm左右，棱角鈍化，分布均勻；共晶硅組織則呈短桿或顆粒狀依附在初晶硅的周圍生長。
　　 關(guān)于P變質(zhì)劑的變質(zhì)機理問題，主要以AlP異質(zhì)形核為主，X射線衍射分析發(fā)現(xiàn)P變質(zhì)后合金組織中存在一定數(shù)量的核心質(zhì)點AlP，能夠為初晶硅的形核提供足夠的形核核心，從而有效的細化組織，同時P還以原子固溶的形式分布在初晶硅的周圍，從而影響初晶硅的生長形態(tài)；關(guān)于富鑭混合稀土的變質(zhì)機理，EDS分析發(fā)現(xiàn)稀土元素La主要吸附在共晶硅周圍，但在初晶硅周圍