高硅铝合金中初晶硅的细化研究

作     者：司文强 

作者单位：青岛科技大学 

学位级别：硕士

导师姓名：李成栋

授予年度：2015年

学科分类：080903[工学-微电子学与固体电子学] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 080501[工学-材料物理与化学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 

主      题：过共晶铝硅合金 初晶硅 ZnS 变质 

摘      要：过共晶铝硅合金以其密度小、热膨胀系数低、耐磨性及体积稳定性好等优点成为理想的活塞材料。随着硅含量的增加,合金的热膨胀系数进一步减小,耐磨性和耐热性进一步提高。然而硅含量的提高导致合金组织中出现大量粗大且不规则的块状初晶硅和粗大的板片状共晶硅,严重降低了合金的综合性能。因此,细化合金组织是提高合金综合性能的必要手段。本文以过共晶Al-24Si合金为研究对象,研究了新型变质剂ZnS对过共晶铝硅合金中初晶硅形貌和尺寸的影响,考察了变质剂有效作用时间,热处理对变质的初晶硅形貌影响。采用金相显微镜(OM)、扫描电子电镜(SEM)和能谱仪(EDS)等分析手段对未变质和变质的过共晶Al-24Si合金进行了组织观察分析。探究了ZnS对过共晶铝硅合金硬度的影响。研究结果表明：添加ZnS变质后,初晶硅尺寸显著减小;随着ZnS添加量的增加;“花瓣状初晶硅消失,粗大板片状数目减少,尺寸先减小后增加,硬度先增加后下降;当ZnS的添加量达到0.15%时,初晶硅尺寸最小,由未变质时的132μm下降到30μm。研究不同时间的变质处理,发现变质30 min效果最佳,作用效果不超过120 min。对变质后的过共晶铝硅合金进行了热处理,初晶硅颗粒变得圆润。