冷却速率对Al-20Si合金Si相形貌及性能的影响

摘要

使用高精度测温仪、金相显微镜(OM)和扫描电镜(SEM)等手段,研究了冷却速率、过冷度和再辉温度对Al-20%Si合金Si相形貌和性能的影响。结果表明:Al-20%Si合金初生Si的平均尺寸(D)与冷却速率(v)呈幂函数关系D=260.6v-3/4,而与再辉温度(Tm)则呈线性关系D=0.25Tm-143.12;降低初生Si生长的再辉温度,是控制晶粒长大的关键;铜模的高蓄热系数能持续降低初生Si的形核温度和再辉温度,使初生Si细小;初生Si由小平面生长转变为非小平面生长的临界过冷度为70 K,与理论计算结果(74 K)基本一致;随着冷却速率的增大、过冷度的增加和再辉温度的降低,Al-20%Si合金的凝固组织显著细化,合金的抗拉强度由167 MPa提高到210 MPa,延伸率则由2.14%提高到3.89%。