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本文以Al-30Si作为实验材料,研究了经磷盐变质后的Al-30Si在等温处理过程中的组织演变过程,分析了等温处理工艺对Al-30Si组织的影响,探讨了等温处理过程中组织演变的机理;还研究了等温处理工艺和压铸工艺参数对Al-30Si半固态触变压铸组织和性能的影响。做为对比,还对Al-30Si液态压铸做了相应的研究。
研究结果表明:磷盐的加入量达到1％时Al-30Si组织中的初生硅尺寸最小,分布最均匀,组织最好;初生硅从原来的200μm减小到平均值为26μm。Φ15mm试棒心部和外部的组织变化不大,φ75mm的试棒从外部到心部初生硅的尺寸逐渐增加,从40μm增加到50μm。
在等温处理过程中,随保温温度或保温时间的增加Al-30Si组织中低熔点的共晶先开始熔化;渗透的液相相互间连成一个连续的网状,将共晶α相包围在其中,形成球状或近球状的α相。再增加保温时间,球状的α相尺寸逐渐减小直至消失;在水淬后,α相在初生硅周围形核长大,得到一种葵花状的组织。初生硅在等温处理过程中随保温时间的增加,先是熔化减小随后合并长大,且逐渐在圆整化。等温处理水淬后,Al-30Si的布氏硬度和耐磨性较铸态有大幅提高。
随着浇注温度的升高Al-30Si液态压铸组织中的初生硅的尺寸在不断减小,温度从780℃升高到820℃时出现了大幅度的减小,再升高温度时则变化不明显。抗拉强度随温度的变化和初生硅尺寸变化趋势相反;布氏硬度随浇注温度的升高没有表现出明显的规律,但整体是在减小。压射速度对Al-30Si液态压铸组织的影响要比温度变化产生的影响小很多。随着压射速度的增加,抗拉强度和布氏硬度都呈现出了先增大后减小的趋势。触变压铸组织和半固态前相比,初生硅的形貌更加圆整,针状的共晶硅消失,而α-Al的的枝晶被打碎,以弥散的颗粒状分布;在固相率较高时,α相形态为球状或近球状。抗拉强度在620℃下保温100min和120 min时,随压射速度的增加呈现出先增加后减小的趋势,在630℃下保温120min时,抗拉强度随压射速度的增加而逐渐减小。布氏硬度值随增加保温时间或升高保温温度而减小;随压射速度的增大先增大后减小。