Fe含量对过共晶铝硅合金组织及流动性的影响.doc
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1、Fe含量对过共晶铝硅合金组织及流动性的影响考虑到轿车轻量化的发展需求,采用全铝发动机缸体已经是必然趋势。采用过共晶铝硅合金制造轿车发动机缸套,与传统的铸铁缸套相比,具有质量轻、热导率高、热膨胀性能和活塞更加匹配、与缸体材料有更好的结合性能等优点。为了提高过共晶铝硅合金缸套的抗高温磨损性能,向过共晶铝硅合金中添加了铁、镍、铜等合金元素,但会使合金的铸造性能变差。德国PEAK公司和Daimler-Benz公司用喷射沉积技术成功地研制出了过共晶铝硅合金缸套,并应用于V6发动机。然而,喷射沉积技术存在着工艺复杂、成本高等缺点,限制了高硅铝合金缸套的推广和应用。因此,采用传统铸造法生产过共晶铝硅合金缸套
2、是未来发展的趋势。铁的加入可以在过共晶铝硅合金中形成富铁相,具有高温稳定性能,可以提高合金的抗磨损性能。然而,铁的加入会降低铝硅合金的流动性能,探究合适的铁含量对铝硅合金流动性能的影响具有一定的应用价值。 1 实验材料与方法 采用过共晶铝硅合金作为基体材料,通过添加Al-Fe、纯Si或纯Al配制不同Fe含量的过共晶Al-Si-Fe合金,即Al-16Si、Al-16Si-1Fe、Al-16Si-2F、Al-16Si-3Fe、Al-16Si-4Fe、Al-16Si-5Fe。采用螺旋型试样测定过共晶铝硅合金的流动性,使用XJZ-6 Olympus光学显微镜观察试样的铸态组织,日本理学D/Max 25
3、00PC Rigaku型X射线衍射仪对试样进行X射线衍射分析。 2 实验结果与讨论 2.1 流动性实验 图1和表1为Al-16Si-xFe 实验合金流动性测定结果。当铝硅合金中不加铁时(此时合金中含有少量铁杂质),合金流动性试样长度为1 342 mm。随着铁含量从1 wt.%增加到5 wt.%时,Al-16Si-xFe合金的流动性试样长度从1 241 mm减小到350 mm。当铁含量为5 wt.%时,流动性试样长度与不加铁时相比减小了73%.由此可见,铁对铝硅合金的流动性有巨大的影响,大大降低了铝硅合金的充型能力,严重影响了合金的铸造性能。 2.2 铁对过共晶铝硅合金铸态组织的影响 图2为不同
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