【摘要】：采用噴射沉積連續(xù)擠壓(SC)技術(shù)和傳統(tǒng)鑄造技術(shù)分別制備了Al-20Si-xFe(x=0、2、3、4、5wt.%)五種不同成分的高硅鋁合金。采用光學(xué)顯微鏡(OM)、掃描電子顯微鏡(SEM)、X射線衍射儀(XRD)、萬能拉伸試驗(yàn)機(jī)、Gleeble-3500型熱模擬試驗(yàn)機(jī)、銷-盤式摩擦磨損儀等測(cè)試設(shè)備對(duì)這五種合金的微觀組織、室溫和高溫力學(xué)性能進(jìn)行研究分析。研究表明,鑄態(tài)合金中存在的富鐵相主要是β-Al_5FeSi和δ-Al_3FeSi_2相,而在SC態(tài)合金中存在的富鐵相主要是β-Al_9Fe_2Si_2和δ-Al_9FeSi_3相。SC態(tài)過共晶Al-Si-Fe合金組織與傳統(tǒng)鑄態(tài)相比較,組織中的Si顆粒得到有效細(xì)化,且分布更加均勻;富鐵相尺寸也得到較大程度的減小,同時(shí)合金中的富鐵相沿平行于擠壓方向(即軸向)進(jìn)行排布。隨著Fe含量的增加合金中初晶硅顆粒的尺寸均呈現(xiàn)逐漸減小的趨勢(shì)。合金中添加Fe元素與未添加Fe元素的合金相比較,添加Fe元素的合金拉伸性能得到大幅度的提高,合金的抗拉強(qiáng)度的提高尤為明顯。SC技術(shù)將鑄態(tài)Al-20Si合金的抗拉強(qiáng)度從91MPa提高至192MPa,添加2wt.%Fe元素之后SC態(tài)Al-20Si合金抗拉強(qiáng)度提高至210MPa。與鑄態(tài)合金相比較,SC態(tài)合金室溫抗拉強(qiáng)度是鑄態(tài)合金的2倍。隨著Fe含量從2wt.%增加至5wt.%時(shí),SC態(tài)合金的室溫抗拉強(qiáng)度由210MPa增加至367MPa,斷裂延伸率則由2.89%降低至0.52%。SC態(tài)合金室溫拉伸性能與高溫拉伸性能相比較,室溫的抗拉強(qiáng)度遠(yuǎn)高于高溫抗拉強(qiáng)度,約為高溫抗拉強(qiáng)度的1.5倍,但是室溫?cái)嗔蜒由炻蕛H為高溫?cái)嗔蜒由炻实?5%左右。隨著Fe含量的增加合金高溫抗拉強(qiáng)度也隨之增加,由142MPa增加至192MPa;斷裂延伸率則由11.4%降低至7.2%。SC技術(shù)能夠提高合金的磨損性能。SC技術(shù)制備的合金耐磨性能和鑄態(tài)合金相比較得到很大提升。與鑄態(tài)相比較,SC態(tài)合金磨損率小于鑄態(tài)的50%。并且隨著合金中Fe元素的增加SC態(tài)合金的磨損率在不斷的降低。與合金高溫磨損率相比較,室溫耐磨性能更好,在Fe元素含量為4%時(shí),合金室溫高溫的磨損率十分接近。
【圖文】：

初晶 Si 在 -Al 基體中的存在形貌與制備的技術(shù)息息相關(guān)，傳統(tǒng)合金主要呈粗大的板塊狀、字母形、規(guī)則的帶有尖銳棱角的多邊著 Si 含量的增加在金相組織中能觀察到的 Si 相以各式各樣的形大。共晶 Si 比初晶 Si 小得多，但也是以長(zhǎng)條狀的形貌存在于合晶 Si 以較大尺寸帶有尖角的多邊形存在于合金基體中，將 Al出易形成較大應(yīng)力集中，能夠使得粗大 Si 顆粒中原本存在的微嚴(yán)重影響合金的綜合機(jī)械性能，限制其應(yīng)用[13, 14]。因此，開始研 相的形貌尺寸，達(dá)到提高合金力學(xué)性能和加工性能的目的。高硅性等性能的變化與合金基體中分散嵌入的硬質(zhì)第二相硅顆粒的體布密不可分[15]。要通過添加變質(zhì)劑、噴射沉積與熱擠壓復(fù)合致密[16, 17]、離心鑄造金[20]以及半固態(tài)鑄造[21]等技術(shù)來細(xì)化初晶 Si 顆粒，，制備 Al-Si 合塞等耐磨零部件[22]。

磨損分類Fig.1.2Classificationwear
【學(xué)位授予單位】：昆明理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TG146.21

【參考文獻(xiàn)】

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1 黎民;胡建軍;;連續(xù)擠壓銅排氣泡產(chǎn)生原因分析及工藝措施[J];有色金屬加工;2015年06期

2 劉芳;于福曉;張yN玲;趙大志;許茜;左良;;過共晶鋁硅合金的高溫力學(xué)性能及顯微組織演變[J];中國(guó)有色金屬學(xué)報(bào);2015年09期

3 付軍華;張少明;徐駿;趙新明;盛艷偉;;Si含量對(duì)超音速氣霧化Al-Si合金粉末性能的影響[J];粉末冶金工業(yè);2014年05期

4 王宇鋒;尹建成;鄭大亮;劉英莉;鐘毅;;噴射沉積連續(xù)擠壓2A12鋁合金的微觀組織形成模型[J];材料科學(xué)與工程學(xué)報(bào);2014年03期

5 陸常翁;盧德宏;龔慧;王佳;蔣業(yè)華;;攪拌摩擦加工對(duì)過共晶Al-Si-Fe合金組織及性能的影響[J];材料導(dǎo)報(bào);2014年06期

6 余烽;林雪冬;;離心鑄造工藝參數(shù)對(duì)Al-Si-Mg合金初晶顆粒形貌的影響[J];鑄造;2014年01期

7 李強(qiáng)國(guó);趙平;曹立明;;Al-22Si-3Fe-1.8Mn合金中的四元富鐵相研究[J];熱加工工藝;2013年10期

8 宋肖陽;朱琳;殷福星;;噴射成形技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀與應(yīng)用[J];一重技術(shù);2013年02期

9 汪創(chuàng)偉;尹建成;周靜波;劉英莉;高鵬;李明瀚;鐘毅;;噴射沉積連續(xù)擠壓制備2A12鋁合金[J];中國(guó)有色金屬學(xué)報(bào);2013年04期

10 曹富榮;溫景林;丁樺;王昭東;李英龍;管仁國(guó);侯輝;;帶擴(kuò)展腔的純鋁及鋁鈦硼合金連續(xù)擠壓力的分析與實(shí)驗(yàn)研究(英文)[J];Transactions of Nonferrous Metals Society of China;2013年01期

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1 張靜;水平連續(xù)鑄造Al-Si合金組織及其控制研究[D];山東大學(xué);2011年

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1 司文強(qiáng);高硅鋁合金中初晶硅的細(xì)化研究[D];青島科技大學(xué);2015年

2 張俊一;鋁合金噴射沉積坯形狀及組織控制[D];昆明理工大學(xué);2015年

3 李昊;噴射沉積連續(xù)擠壓Al-20Si合金組織與性能研究[D];昆明理工大學(xué);2015年

4 張超;7075鋁合金的噴射沉積連續(xù)擠壓[D];昆明理工大學(xué);2015年

5 張心龍;CDS制備Al-20%Si合金工藝及組織形成機(jī)理研究[D];蘭州理工大學(xué);2014年

6 尹茂振;離心鑄造對(duì)過共晶Al-20wt.%Si合金組織及性能的影響[D];吉林大學(xué);2014年

7 鄭大亮;噴射沉積連續(xù)擠壓過共晶Al-Si合金的區(qū)域控制研究[D];昆明理工大學(xué);2014年

8 王宇鋒;噴射沉積連續(xù)擠壓Al-20Si合金制備工藝研究及設(shè)備改進(jìn)[D];昆明理工大學(xué);2014年

9 汪創(chuàng)偉;噴射沉積連續(xù)擠壓Al-Cu-Mg系合金制備工藝研究及設(shè)備改進(jìn)[D];昆明理工大學(xué);2013年

10 劉騰;雙噴嘴噴射成形錠坯沉積生長(zhǎng)機(jī)理研究及參數(shù)優(yōu)化[D];南京航空航天大學(xué);2013年

本文編號(hào)：2605065