挤压成形Al-Si-Fe合金的组织及性能

【摘要】：本文研究了三种过共晶Al-Si-Fe合金的微观组织特征,电磁搅拌、半固态挤压 成形、固态挤压成形以及热处理工艺对合金的组织和性能的影响。重点研究在不同挤 压比下,半固态成形合金组织特征及性能,并对半固态挤压成形热处理合金组织的热 稳定性进行了研究。 研究结果表明:电磁搅拌后,合金的枝晶状共晶硅相断裂、长度减小,分布也更 加均匀;固态挤压成形后,初晶硅变得细小,大部分枝晶破碎,富铁相由大块状转变 为细小针状甚至粒状;半固态挤压成形时,大块状相和针状相转化为细小的粒状相, 半固态挤压比较高的合金组织细化越明显。干摩擦条件下,挤压比为10:1的 Al-15Si-5Fe-3Mn-4Cu-1Mg-2Ni合金,加载70min后失重仅为铸态Al-17Si合金的 50. 98%:在有润滑的条件下,加载60min后,Al-15Si-5Fe-3Mn-4Cu-1Mg-2Ni合金半 固态成形热处理试样的磨损失重仅是铸态Al-17Si合金的57. 77%。半固态挤压热处 理合金的布氏硬度最高达到196;极限抗拉强度达到192MPa,延伸率达到2. 5%。 半固态挤压成形Al-15Si-5Fe-3Mn-4Cu-1Mg-2Ni合金在200℃和350℃下受热, 第二相不发生粗化,微观组织有良好的热稳定性;在400℃下受热时,保温一定时间 后,β-Si相开始急剧粗化,很快粗化到最大尺寸,但当继续受热时,β-Si相尺寸 基本保持稳定。