喷射沉积Al-15Si-5Fe-2Ni-3.5Cu-Mg-1.5Mn-V合金的微观组织及力学性能

发布时间：2020-08-15 14:09

【摘要】： 快速凝固工艺制造的铝合金在高温下得到了普遍应用,它具有优良的综合性能。由于汽车和航天业对这种合金的迫切需求,更加促进了快速凝固铝合金的发展。它具有高的比强度,低的热膨胀系数和高的表面强度。含有过渡族金属元素的过共晶Al-Si合金是一种性能独特的材料,它在高温时具有良好的综合性能。而传统工艺制造的合金通常会导致微观组织的晶粒粗大所以机械性能较差。利用快速凝固工艺可以解决这个问题,如喷射沉积工艺不但可以使合金的组织和化学成分均匀,并且晶粒和第二相颗粒的尺寸也非常细小。本实验采用惰性气体雾化制造喷射沉积Al-15Si-5Fe-2Ni-3.5Cu-Mg-1.5Mn-V合金,随后在480℃下挤压,挤压比为8:1。用金相显微镜以及扫描电镜对喷射沉积挤压态Al-Si合金进行观察分析。通过观察发现,在Al-Si喷射沉积合金中的Si相,呈细小的颗粒状均匀分布于α相基体之上。热挤压后的合金微观组织进一步得到细化。对喷射沉积挤压件进行室温拉伸,抗拉强度达到511MPa,可见其强度远远高于Al-Si铸造合金。此外还对T6热处理后的合金进行了高温力学性能测试,温度变化范围为100℃至300℃。本文讨论了喷射沉积合金在机械性能方面的改进,并从合金微观组织结构发生改变的角度分析了喷射沉积件具有高性能的原因。
【学位授予单位】：沈阳工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：TG146.21
【图文】：

一l真空感应炉Fig.2一1Vaeu呱inductionfurnace

挤压机,实物,合金圆锭

垂直运动速度0.21m耐s，水平运动速度o.sm耐s，盘面偏心距50mm。2.3沉积坯挤压实验热挤压实验在YH61一SOOG型金属挤压机上进行，图2一2为其实物图。将中69mmx30mm的预压实合金圆锭与模具一起加热至480oC温度，保温lh，在挤压机上进行400t、20mm/min的低速挤压，挤压比8:1，挤压后棒材空冷。挤压时模具内壁用石墨油剂润滑以减少摩擦与粘结。挤压棒材进行T6热处理，具体工艺包括:470℃固溶处理，保温1.5h，水淬，自然时效4天

粉末形貌,粉末颗粒,低倍,形貌

熔融金属经氮气(N2)雾化后形成大量的液滴，它们大小不一，尺寸分布有一定范围。在喷射过程中，大部分液滴落在沉积器上凝结为金属，但也有一部分错过收集器，继续飞行，它们在随后的飞行中凝固，变成固态颗粒，形成了所谓“过喷粉末”。由图中可见粉末形貌呈近球形，个别呈章鱼形，主要是在二次破碎时，没来得及从中间破碎。整体上看非常均匀。对单个粉末颗粒高倍观察，球形度较好，表面基本上光滑，部分颗粒表面存在毛刺和凹坑。颗粒表面凹坑的形成主要是凝固收缩的影响。尺寸比较大的雾化熔滴，体积较大，凝固收缩比较严重，其结果是使雾化熔滴凝固后在表面遗留下明显的凹坑。体积较小的颗粒，凝固收缩较小，形状相对规整。颗粒表面毛刺的形成与雾化熔滴受到来自雾化气体的冲击力、飞行过程中的离心力以及周围环境气体的摩擦力等因素有关。雾化熔滴在这些力的作用下，表面局部熔体向四周甩出形成流线，由于其径向尺度很小，凝固很快，来不及球化，因此凝固后则以保

【参考文献】