冷却速度对多元铝硅铸造合金组织与性能的影响

近共晶多元Al-Si合金在汽车、航空、军事领域有广阔的应用前景,通过改变合金冷却速度可以有效改善合金的显微组织。本文通过快速凝固甩带和水冷铜模铸造技术获得Al-11.5Si-4Cu-2.7Ni-Mg-0.45Fe合金,采用金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)等分析测试手段,研究了两种冷却速度对合金微观组织和显微硬度的影响。结果表明,甩带样品的硬度相对水冷铜模样品提高32.22%。此外,水冷铜模铸造使合金显微组织中初生硅尺寸相对常规金属型铸造明显减小;快速凝固甩带样品元素分布较水冷铜模样品更加均匀,甩带样品的微观组织由等轴状α-Al枝晶及少量非晶相组成,不存在明显的凝固析出AlCuNi相,尤其是没有明显Si相的析出。而且,快速凝固甩带试样中Fe元素含量在不同的位置差距比较大,而Mg,Ni,Cu元素的含量差距不大,这与不同金属元素的晶格结构有关。快速凝固甩带的铝相各峰的极值位置相对于水冷铜模向左偏移,即衍射发生小角度偏移,这与合金元素的过固溶有关。