喷射成形AL-8.5FE-1.1V-1.9SI耐热铝合金的凝固行为及组织演变
喷射成形制备的Al-Fe-V-Si合金中含有大量的弥散、细小、均匀的球状α-Al<,12>(Fe,V)<,3>Si相.Rietveld全谱拟合分析表明,α-Al<,12>(Fe,V)<,3>Si相的体积分数可达到22.5﹪,但真正对弥散强化有贡献的细小粒子的体积百分数还要低于此值.除了α-Al<,12>(Fe,V)<,3>Si相外,在沉积坯件中还发现了一些六边形形貌的粗大相和针状相,能谱及选区电子衍射分析表明,前者可能是六方结构的h-Al<,8>(Fe,V)<,2>Si相,而后者则是单斜结构的θ-Al<,13>Fe<,4>相.这些相对提高合金的力学性能是不利的. 沉积坯件经过热挤压以后,合金得到有效地致密化.TEM观察表明,经过热挤压,消除了合金中的针状相,球状耐热相分布得到均匀.在高温拉伸试样中,合金基体上除了分布着大量细小的球状硅化物外,在局部区域,一些bcc结构的α-Al<,12>Fe<,3>Si粒子相互靠近并聚集长大,进而转化为六方结构的h-Al<,8>Fe<,2>Si相,二者之间的位向关系为:[0001]<,hex> ∥[001]<,bcc>,(11 00)<,hex> ∥(100)<,bcc>.力学性能实验表明,喷射成形制备的Al-Fe-V-Si合金经过热挤压以后,室温下的抗拉强度(σ<,b>)可以达到445MPa,而屈服强度(σ0.2)则可以达到398MPa,延伸率(δ<,5>)则达到了16﹪.这一力学性能可以与采用PFC 工艺制备的合金的性能相比较.但是,随着温度的升高,合金的拉伸强度和屈服强度都下降,在315℃,合金的σb为229MPa,σ0.2为209MPa.合金的延伸率则随着温度的升高呈现"降低-升高"的中温脆性规律.造成喷射成形Al-Fe-V-Si耐热铝合金的高温力学性能比PFC合金低的主要原因是合金中耐热相的分布及其体积分数.由于喷射成形工艺的冷却凝固速度小于PFC工艺的冷却凝固速度,而且由于成分分布不均匀等原因,最终在喷射成形合金中形成的耐热相中还会含有与α-Al<,12>(Fe,V)<,3>Si相具有相同结构的α-Al<,12>Fe<,3>Si相.该相在室温下对合金的力学性能也有一定的贡献,因此合金室温下的力学性能与PFC工艺相差无几,但是,随着温度的升高,合金中α-Al<,12>Fe<,3>Si相由于自身的稳定性差而转变为粗大的h-Al<,8>Fe<,2>Si相,这一转变不但降低了弥散强化相的体积分数,而且增加了一些对合金性能不利的粗大相,因此合金在高温下的力学性能要比PFC合金差.
- 作者：
- 朱宝宏
- 学位授予单位：
- 北京有色金属研究总院
- 专业名称：
- 材料学
- 授予学位：
- 硕士
- 学位年度：
- 2002年
- 导师姓名：
- 熊柏青
- 中图分类号：
- TG146.21
- 关键词：
- 喷射成形；AL-FE-V-SI；耐热铝合金；数值模拟
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