78固溶时间对3种典型Al-Si二元合金组织与力学性能的影响
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78固溶时间对3种典型Al-Si二元合金组织与力学性能的影响
铸造技术；FOUNDRYTECHNOLOGYVol.28N；固溶时间对3种典型A-lSi二元合金；组织与力学性能的影响；杨通,梁艳峰,董晟全；(西安工业大学材料与化工学院,陕西西安71003；摘要:考察了固溶时间对3种典型A-lSi合金变质；中图分类号:TG146.2+1文献标识码:A文章；EffectofSolidSolutionTim；Propertie
铸造技术FOUNDRYTECHNOLOGYVol.28No.1Jan.2007固溶时间对3种典型A-lSi二元合金组织与力学性能的影响杨 通,梁艳峰,董晟全(西安工业大学材料与化工学院,陕西西安710032)摘要:考察了固溶时间对3种典型A-lSi合金变质前后组织与力学性能的影响。结果表明:随着固溶时间的延长,变质前后的A-lSi合金抗拉强度逐渐降低,而伸长率有大幅度地提高;A-l12Si共晶合金抗拉强度及伸长率变化幅度最大;535e固溶6h可获得综合性能较优的A-lSi合金;Sr的变质有助于固溶过程中共晶硅的粒化。关键词:A-lSi二元合金;固溶时间;共晶硅;粒化中图分类号:TG146.2+1
文献标识码:A
文章编号:07)01-0060-04EffectofSolidSolutionTimeonMicrostructureandMechanicalPropertiesofThreeTypicalA-lSiBinaryAlloysYANGTong,LIANGYan-feng,DONGSheng-quan(SchoolofMaterials&ChemicalEngineering,Xi.anTechnologicalUniversity,Xi.an710032,Chian)Abstract:Theeffectofsolidsolutiontimeonthemicrostructureandmechanicalpropertiesofhypoeutectic,eutecticandhypereutecticA-lSibinaryalloyswerecomparativelystudiedbeforeandaftermodification.TheresultsshowthatthetensilestrengthofboththeunmodifiedandmodifiedA-lSialloysdecreasesgraduallywhereastheirelongationincreasesremarkablywithincreaseofthesolutiontime.ThesolutiontimehasthelargesteffectonthetensilepropertiesandelongationofA-l12Sieutecticalloys.ThegoodcombinationofthetensilestrengthandelongationofA-lSialloycanbeobtainedat535esolidsolutiontreatment,holdingfor6h.ThemodificationwithSrhelpsrefineeutecticsiliconduringsolidsolutiontreatment.Keywords:A-lSSEGranulatingA-lSi合金是当前工业上应用最广泛的铸造铝合金。它具有低的密度、低的热膨胀系数及良好的耐磨性等优点,且这些优点随Si含量的提高而更加突出。但当Si含量过高,尤其是超过共晶点时会形成粗大针状或片状多角形Si相,严重损害合金的力学性能。变质处理对改善A-lSi合金的力学性能有积极作用,国内外对铝硅合金的研究多集中于过铝硅合金中硅相的变质处理。通过热处理方法来改善铝硅合金中共晶硅形态的研究比较少,缺乏对铝硅合金亚共晶、共晶和过共晶热处理组织的比较研究。一般认为热处理对铝硅二元合金的力学性能的影响不大,但有报道认为固溶过程中因Si相的钝化可导致合金力学性能的提[1~5]高;同样,对硅相在固溶过程中变化的认识也不尽一致[6~9]。因此了解热处理工艺对整个铝硅系合金组织与性能的影响规律,对于进一步改善其性能,具有重要的参考意义。本文选取3种典型成分的铝硅二元合金,考察固溶时间对亚共晶、共晶及过共晶A-lSi合金中硅形态的影响,从而为改善铝硅合金的性能提供依据。1 试验过程选用的亚共晶、共晶及过共晶A-lSi合金分别为A-l7%Si、A-l12%Si和A-l18%Si。采用传统熔炼工艺在SG-7.5-10坩埚电阻炉中冶炼,待完全熔化后,经除渣、精炼、排气后,将未变质处理和经Sr变质处理的合金液分别浇入金属拉伸试样模中,即制得铸态A-lSi合金试棒,再分别将试棒在535e固溶2h、4h、6h,175e时效6h。在Instron1121型电子万能材料拉伸试验机上测,收稿日期:;
修订日期:作者简介:杨 通(1949- ),上海人,高级工程师.主要从事铝基复合材料的研究.Email: 《铸造技术》01/2007杨 通等:固溶时间对3种典型A-lSi二元合金组织与力学性能的影响观察金相组织。2 实验结果及分析2.1 A-lSi合金的力学性能图1是3种典型A-lSi二元合金变质前后的抗拉强度及伸长率随固溶时间的变化曲线。图1中a、b、c图的共同之处是:随着固溶时间的延长,变质前后的A-lSi合金抗拉强度逐渐降低,而伸长率有大幅度地提高;其中,A-l12%Si共晶合金抗拉强度及伸长率变化幅度最大。经Sr变质后的A-lSi合金,其抗拉强度及伸长率均较变质前有明显的提高。图1 3种典型A-lSi二元合金的力学性能测试Fig.1 TensilepropertiesofthreetypicalA-lSibinaryalloys以变质后的A-lSi合金为例,经不同的固溶时间处理后,Rb与D5的变化百分数见表1与表2。对比表1与表2并结合图1,可以看出,对于变质后的A-lSi合金,固溶4h之后,A-l12%Si合金的Rb仅降低2.53个百分点,Al-7%Si与Al-18%Si的Rb基本没有降表1 变质后A-lSi合金Rb降低的百分数Tab.1 ReducingpercentsofRbofmodifiedA-lSialloys合金A-l7%SiA-l12%SiA-l18%Si固溶时间2h8.4h9.6h9.低,而它们的D5却仍然继续增长。因此,为获得综合性能较优的A-lSi合金,固溶时间适宜选择6h。表2 变质后A-lSi合金D5提高的百分数Tab.2 IncreasingpercentsofDlSialloys5ofmodifiedA-合金A-l7%SiA-l12%SiA-l18%Si固溶时间2h42.4h55.6h60..642.2 A-lSi合金的显微组织分析图2是不同固溶时间、未变质A-l12%Si合金的金相组织,可以看出,白色A-Al基体上分布着针片状图2 不同固溶时间、未变质A-l12%Si合金的金相组织Fig.2 MicrostructureofunmodifiedA-l12Sieutecticalloyswithdifferentsolidsolutiontime FOUNDRYTECHNOLOGYVol.28No.1Jan.2007共晶硅,也存在着少量的块状初生硅。固溶2h时共晶硅已出现粒化趋势。随着固溶时间延长至4h,针片状共晶硅逐渐溶断变短,颗粒数量明显增多。图2c显示出溶断后的共晶硅仍然停留在原针片状的位置。固溶4h以后,共晶硅的形态变化不大但略有变长,逐渐偏离原溶断的位置,趋于弥散分布。因此,共晶硅在固溶过程中的变化包含了针状共晶硅的溶断和断晶的粒化两个过程。粒化后的共晶硅会随着固溶时间的延长而粗化。图3是不同固溶时间、变质后A-l12%Si合金的金相组织。对比图3a与图2a,经Sr变质后,A-l12%Si合金的铸态金相组织截然不同,初生A相呈典型的枝晶形貌。图3b是图3a的局部放大,可以看出,白色A枝晶晶界上分布着颗粒状或蠕虫状的共晶硅;少数呈针状的共晶硅,其长度也比变质前大大减小。固溶2h时,共晶硅已经钝化,几乎看不到针状共晶硅,说明共晶硅在钝化的同时发生脱溶分离,形成细小的粒状或短棒状共晶硅。这种脱溶一般发生在晶体的凹陷处和分叉处,因为这些位置的能态较高,硅原子不稳定,易溶解[10]。延长固溶时间至4h,共晶硅继续溶断成为更加细小的颗粒。固溶6h时,共晶硅的形态没有明显变化,但颗粒稍有增大,约为2~3Lm。共晶硅的形态由针状转变为细小的粒状,与基体相结合的表面积减小,抵抗外力的能力就会随之减弱;另一方面共晶硅的这种较为孤立的分布,有助于提高合金抵抗外力时协调变形的能力,因此反映在力学性能上表现为Rb的降低和D5的提高,图1证实了这一点。对比图3e与图2d,可以看出,固溶时间6h时,未变质A-l12%Si合金中共晶硅的粒化效果和共晶硅颗粒的均匀性都很差,因此Sr的变质有助于固溶过程中共晶硅的粒化。图3 变质后A-l12%Si合金的金相组织Fig.3 MicrostructureofmodifiedA-l12Sieutecticalloyswithdifferentsolidsolutiontime图4与图5分别是A-l7%Si合金与A-l18%Si合金变质后铸态与固溶6h的金相组织。可以看出,变质后固溶6h的A-l7%Si与A-l18%Si合金共晶硅的粒化十分明显。A-l7%Si中粒化后的共晶硅呈蠕虫状分布在A枝晶的边缘;A-l18%Si中块状初生硅显著钝化,大部分的共晶硅由长针状转变为颗粒状。3 结论(1)固溶时间对A-lSi二元合金力学性能的影响规律为:随着固溶时间的延长,变质前后的A-lSi合金抗拉强度逐渐降低,而伸长率有大幅度地提高;A-l12%Si共晶合金抗拉强度及伸长率变化幅度最大。(2)获得综合性能较优的A-lSi合金,535e下适宜的固溶时间为6h。A-l12%Si二元共晶合金经535e固溶6h,175e时效6h处理后,Rb为167MPa,图4 变质后A-l7%Si合金的金相组织Fig.4 MicrostructureofmodifiedA-l7Sieutecticalloys 《铸造技术》01/2007杨 通等:固溶时间对3种典型A-lSi二元合金组织与力学性能的影响图5 变质后A-l18%Si合金的金相组织Fig.5 MicrostructureofmodifiedA-l18SieutecticalloysD5为26.9%。(3)Sr的变质有助于固溶过程中共晶硅的粒化。参考文献[1] 孙淑红,张家涛,彭著刚,等.复合变质对过共晶铝硅合金晶体形貌的影响[J].昆明理工大学学报(理工版),-24.[2] NegelGE,MourentJP,DubruelhJ.A357TypeAlloywithimprovedProperties[J].AFSTran,7-160.[3] LuSZ,HellawllA.TheMechanismofSiliconinA-lSiAlloys.InducedTwinning[J].MetallurgicalTransation,1987,(18A):.[4] LUShuzu,HellawellA.ModificationofA-lSiAlloys:microstructure,thermalanalysis,andmechanisms[J].JournalofLightMetals,9-218[5] 张金山,许春香,韩富根.复合变质对过共晶铝硅合金组织和性能的影响[J].中国有色金属学报,7-109.[6] 黄丽雅,钱翰城,张 钊,等.高性能铸造铝硅合金AlSi7Cu2MgT7热处理工艺的研究[J].铸造,37-1140.[7] 周 正,陶静梅.对3种典型铝硅合金熔体温度处理的对比分析[J].中国有色金属学报.7-610.[8] 孙 瑜,陈 晋,孙国雄.铝硅合金硅相演化及其对力学性能的影响[J].特种铸造及有色合金,-3.[9] 赖华清,李怀君,赖俊传.铝硅合金中共晶硅的粒化[J].汽车科技,):27-29.[10] 柳秉毅,孙 瑜.热处理对铝硅铸造合金与性能的影响[J].汽车科技,):34-36.《铸造技术》杂志开辟/企业技术改造0/企业管理信息0/铸造基础知识讲座0/铸造技术问答0栏目栏目内容1企业技术改造目标、实施内容、改造前后铸件品质、产量、对比、经验、体会、企业概况、企业特色等,辅以图片。2管理改革的做法、内容、改造过程中处理国家、企业、职工个人利益关系的经验、改革后的成果,运用新理论、先进管理手段的经验,新产品研制、新工艺、新技术的应用等,辅以图片。3铸造基础知识讲座,覆盖铸铁、铸钢、铸造非铁合金、造型材料、铸造工艺、铸造设备和特种铸造。4铸造技术问答,企业、单位、个人提出生产中遇到的技术问题,铸造技术杂志社请有关专家解答。欢迎企业、学校、研究院所,个人投稿。投稿信箱:zzjs@
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　合金的显微组织,显著提高合金的力学性能,Al-si 共...共晶凝固时, Si 在固液界面上可能的扩散时间大为...合金组织的影响, 证明 P 对初晶硅具有最佳的细化... 　组织精 细、结构完整、缺陷少的铸造合金,其力学性能...影响 Al-Si 合金强度的因素有固溶时间、时效时间、...[3]齐广慧,刘相法,孟庆格等.二元 Al-Si 合金的... 　Si、Ni 镍对低合金钢组织性能的影响 1)固溶强化 ...(AL)结晶点阵发生畸变,强化合金,力学性能大幅 度...耐磨性能,很高的导热性 27. Cu-Sn 二元合金性能及... 　2. Al-Mg-Si 系铝合金中主要的组织与组成相 Al...3.合金元素对合金性能的影响 2 中南大学结业论文 ...几种合金在抗拉强度达到最大值的 90% 的时间温度... 　钛及钛合金力学性能,物理性能,以及相关介绍等一。...它的特点是具有良好的耐热性 和组织稳定性,低温性能...TA6 属 Ti-Al 二元合金;TA4 用作焊丝;TA5、TA... 　在含硅量超过 Al-Si 共晶 点 (硅 12.6%) 的...熔融后,过热与保温的温度和时间同铝液质量的关系...了解变质处理对过共晶 Al-Si 合金组织和性能的影响... 　高强耐热 Al-Si-Cu-Mg 合金的组织与性能研究 【摘要】 本文在 ZL702A 合金...级固溶温度、时间的确定 49-52 5.2 不同的固溶处理对合金力学性能的影响 ... 　 合金元素对铸造铝合金力学性能的影响_冶金/矿山/...大大改善 了铸造铝合金的熔炼质量、细化了晶粒组织。...%的Al-Si-Mg合金时在变质温度为750℃,变质时间为...&& 查看话题
试样XRD中检测出Al9Si相 但是Al-Si二元相图终不过根本没有这个相存在，为什么？
试样XRD中检测出Al9Si相 但是Al-Si二元相图终不过根本没有这个相存在，为什么？请问Al9Si是什么样的存在？
问题补充：
Al-Si中间合金在常温下可以存在么？
你在pdf卡片里找一找，如果没有就是测量误差。 不一定哦！相图里通常都是平衡相，这个也许是亚稳相哦！ 很多亚稳相不会出现在平衡相图中。另外确定一下你查到的Al9Si卡片的星级，看是否被大众认可的。
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Ti—Al二元合金相图的电子理论计算
摘　要：依据余氏理论的键能公式结合Ｋｉｋｕｃｈｉ的ＣＶＭ和ＮＩＭ建立了Ｔｉ－Ａｌ合金系相的自由能电子理论模型，完整地计算了Ｔｉ－Ａｌ合金相国科，理论值与实验值最大误差为５．１１％。
优质期刊推荐当前位置： > Al_Sn二元扩散偶相界面扩散溶解层的形成机理
Al_Sn二元扩散偶相界面扩散溶解层的形成机理
第23卷第3期
Vol.23 No.3 中国有色金属学报 The Chinese Journal of Nonferrous Metals 2013年3月 Mar. 2013 文章编号：13)03-0816-06
Al/Sn二元扩散偶相界面扩散溶解层的形成机理
马会宇，竺培显，周生刚，韩朝辉
(昆明理工大学 材料科学与工程学院，昆明 650093)
摘 要：采用层片式扩散偶制备技术制备 Al/Sn扩散偶，在不同热压温度条件下进行热处理，利用金相显微镜、 扫描电镜、能谱仪、XRD衍射仪等研究Al/Sn扩散偶扩散溶解层的形貌特征与形成机理。结果表明：在0.5 MPa
和230 ℃烧结条件下，Sn元素优先沿Al晶界扩散，然后沿其表面扩散；随着扩散时间的延长，Al与Sn元素间 扩散和溶解程度增大，界面区无新物相生成，最终形成由Al和Sn的离异合金组织组成的界面过渡层且呈锯齿状 形态分布；Al/Sn界面冶金结合是Al和Sn固相扩散、溶解与结晶共同作用的结果。
关键词：Al/Sn；扩散偶；界面；扩散溶解层；形成机理
中图分类号：TG406 文献标志码：A
Forming mechanism of diffusion couple of
Al/Sn interphase diffusion solution layer
MA Hui-yu, ZHUPei-xian, ZHOUSheng-gang, HAN Chao-hui
(Faculty of Materials Science and Engineering,Kunming University of Science and Technology, Kunming 650093, China) Abstract: The diffusion couples of Al/Sn were prepared by laminating diffusion couple technology, and then treated for
different holding times. The appearance characteristics and forming mechanism of Al/Sn diffusion solution layer were
investigated by the metallographic microscope, SEM, EDS and X-ray diffractometry. The results show that, under
sintering conditions of 230 ℃ and 0.5MPa, Sn element spreads along Al grain boundarypreferentially, andthen spreads
along Al substrate. With the increase of the diffusion time, there exist strong elemental diffusion and dissolution between
Sn and Al. Finally, there are no new phases formed at the interface. The interface transition layer, which is in the
sawteeth shape, consists of Al and Sn divorced alloy. The formation of metallurgical bonding interface comes from the
solid phase diffusion, dissolution and crystallization between Al and Sn.
Key words: Al/Sn?diffusion couple?interphase?diffusion solution layer?forming mechanism
Al-Sn 合金因优越的耐磨、抗冲击、高阻尼等性
能而广泛应用于磨具、 汽车、 航空等行业[1-3]
。 而Al-Sn
层状复合材料因其优异的导电性能被用作层状复合材
料的添加层或活性过渡层而应用于湿法冶金用 Pb-Al
复合阳极材料[4-6]
。从Al-Sn二元合金相图知，液态时
Al 和 Sn 能完全互溶；固态时，Sn 在 Al 中的溶解度
极低(＜0.15%，质量分数)，属于在热力学方面的准非
互溶体系。近年来，许多国内外学者借助磁控溅射沉
积 [7-8] 、粉末冶金 [9] 和机械振动 [10] 等方法制备了 Al-Sn-Al 三明治结构的复合纳米薄层、粉末块体材料 和 Al-Sn 层状复合材料，并研究了 Sn 在多晶 Al 表面 和 Al 基体内的润湿铺展和相互扩散行为，分析表明 Sn 能改善多晶Al的结晶度并在Al表面形成润湿层。 本文作者采用真空热压扩散焊接技术，研究 Al-Sn 二 元扩散偶固相界面扩散溶解层的形貌特征与形成机 制。以此解决在热力学上属于准非互熔Al和Sn 体系 中而能在动力学方面可以实现互溶的问题，为非互溶 合金体系扩散行为的研究奠定理论基础。
基金项目：国家高技术研究发展计划资助项目()；国家自然科学基金资助项目()
收稿日期：；修订日期：
通信作者：竺培显，教授；电话：5；E-mail：zhu_pei_
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23?卷第?3?期 马会宇,等:Al/Sn 二元扩散偶相界面扩散溶解层的形成机理? 817? 1.2? 扩散溶解层的观察与测试? 1? 实验? 1.1? 扩散偶制备与热处理 实验...那么,Ti/Cu体系固态下相界面扩散溶解 层的形成就是一个二元金属在固相下扩散...文献【17】利用扩散偶研究AFFe 在完全固相时以及当Al熔化以后发生的扩散和溶解。...No.6June20ll Al/Ti液/固界面扩散溶解层形成机制及生长规律蒋淑英,李世春(中国... Al/Sn二元扩散偶相界面... 暂无评价 6页 3.00 ZrB2-SiC钎焊接头界面...扩散溶解层中各元素 试验测量点 含量( 原子分数, ...界面扩散反应 图 2a 是 Al/ Cu/ Mg 三元扩散偶...分析 Fe Sn 和 Zn F e 二元 合金 相图, 发现 ... 相界扩散溶解的 TH)型( 0709 C模5315)作者简介:西彩(93)男, 士研 究生... Al/Sn二元扩散偶相界面... 暂无评价 6页 3.00 Al/Cu扩散偶相界面的... Al_Sn二元扩散偶相界面扩... 暂无评价 6页 20财富值 623K温度下SnZnNi扩散... 对铁 /铝扩散 偶的元素扩 散特征和界 面 反应层形成机理进 行了探 讨 ....在873K,823～723K,623K扩散偶的扩散溶解层分别由4个,3个,1个相组成,在Al... Al/Sn二元扩散偶相界面... 2人阅读 6页 3.00 Ti—Ni—Cu三元扩散... Ti_Cu固相相界面扩散溶解层... 5页 5财富值 Al_Sn二元扩散偶相界面扩散....1 2 00 9 Al Cu 扩散溶解层的形成机理研究宋玉强, 李世春, 耿相英, 杨睿...界面形成了厚度均匀的扩散层,扩散层包括3个亚层:在520℃下保温125h时界面扩散... Al/Sn二元扩散偶相界面... 3人阅读 6页 3.00 Sn/Ni液/固扩散偶的...咨询热线：028-
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Er和Yb元素对二元Al-Mg合金位错分布组态的影响
发布时间：
【题　名】Er和Yb元素对二元Al-Mg合金位错分布组态的影响
【作　者】宋旼 贺跃辉
【机　构】中南大学粉末冶金国家重点实验室 长沙410083
【刊　名】《中国有色金属学报》2011年 第1期 66-71页　共6页
【关键词】Al-Mg合金 位错组态 Taylor晶格 胞状组织
【文　摘】采用透射电镜研究Er和Yb元素对二元Al-Mg合金位错分布组态的影响。研究结果表明：二元Al-Mg合金挤压态的位错组态呈典型的＂Taylor晶格＂分布,但经拉伸变形至断裂后,合金中储存的高应变能可以抵消Mg原子对位错运动的阻碍作用,使部分位错发生束集而产生交滑移,最终形成胞状组织。添加Er元素不改变Al-Mg合金的位错组态,无论是经挤压还是经拉伸变形至断裂后,含Er的Al-Mg合金均具有与二元Al-Mg合金类似的位错分布组态。添加Yb元素可明显地改变Al-Mg合金的位错分布组态。即使在变形量较小的挤压态,位错也不呈准均匀的＂Taylor晶格＂分布,而是表现出胞状组织的特征。当添加0.3%（质量分数）的Yb时,Al-Mg合金中形成了高密度位错墙;而当添加1.0%的Yb时,合金中形成了明显的胞状组织。Yb原子通过与Mg和Al原子形成脆性化合物,降低了Mg在基体中的固溶度,从而抑制Mg原子对位错运动的阻碍作用。
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