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本文采用单辊甩带方法制备了Al-10[%]Sr 激冷薄带中间合金,通过对显微组织、电导率和DSC曲线等的分析,利用DSC、SEM、XRD等测试手段,研究了A356合金变质处理添加水冷Al-10%Sr、Al-10%Y以及激冷薄带Al-10%Sr中间合金对A356组织和性能的影响。试验表明:
采用水冷Al-10%Sr 中间合金变质的A356合金显微组织中共晶硅变质较为充分,经过T6处理后,其共晶硅多呈粒状或纤维状,但依然存在片状共晶硅。
而采用激冷薄带Al-10%Sr中间合金变质的A356合金经T6处理后,其共晶硅呈粒状或球状、卵管状弥散状态分布于基体中。
稀土元素Y 对A356 合金能起到变质细化作用,铸态下Sr-Y复合变质硅相呈非常细小的粒状或细片状,与单独Sr 变质相比,颗粒要更加细小,而且不存在粗大片状共晶硅,变质均匀彻底。经T6 热处理后,共晶硅大部分呈圆整颗粒状存在,且颗粒更加细小,同时不存在长条状共晶硅,粒化的硅晶体圆整度和均匀度均得到提高,球状共晶硅增多。热处理结果表明:6h固溶处理的A356合金中的硅相呈粒状或球状分布,粒化的硅晶体圆整度和均匀度也很好。
采用水冷Al-10%Sr中间合金变质的A356合金的电导率为19.73S/μm,加入稀土元素Y变质后的A356合金的电导率为18.97S/μm。稀土元素Y有细化晶粒的作用,在改变硅相的同时也细化了α铝相,增加晶界面积,使得电子波散射增加。所以虽然复合变质也提高了合金的电导率,但是没有Sr变质明显。
DSC分析发现:经激冷薄带Al-10%Sr 中间合金变质后A356 合金的共晶开始温度由576℃降低到571.3 ℃,共晶潜热增加了39.2 J/g。由于过冷度增大,共晶潜热增加,硅相生长受到抑制,生长速度慢,其变质效果优异。加入稀土元素Y复合变质后,合金初晶析出温度为616.3℃,共晶温度为573.3℃,共晶潜热165J/g。Sr-Y复合变质比Sr变质合金共晶反应温度低2.7℃,共晶反应在更大过冷度下结晶形核,形核率增大,有利于共晶组织的细化,变质效果也较好。