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初晶Si与Mg2Si颗粒互补增强Al基梯度复合材料的离心成形机制

翟彦博 , 马秀腾 , 梅镇

稀有金属材料与工程

为了克服单一初晶Si或Mg2Si颗粒增强的铝基复合材料的不足,采用离心铸造的方法制备了一种由初晶Si与Mg2Si两种颗粒互补增强的铝基梯度复合材料.这种复合材料的组织与性能具有明显的梯度分布特征:内层含有高体积分数的初晶Si与Mg2Si颗粒,形成互补增强区域,具有高硬度的特点;外层没有或含有极少量初晶颗粒,形成非增强区域,具有硬度低的特点.对该复合材料的离心成形机制探讨发现,大量细小的初晶Mg2Si颗粒是形成这种梯度复合材料的关键因素.在离心力场中,密度更小的初晶Mg2Si颗粒具有比初晶Si颗粒大得多的向心运动速度,在运动过程中它与初晶Si发生碰撞并推动后者一起快速运动,最终导致二者在内层的剧烈偏聚.此外,为了获得足够的初晶Mg2Si颗粒,在三元Al-Si-Mg合金中,Si的质量分数应不低于19%,Mg的质量分数应不低于4%.

关键词: 梯度复合材料 , 颗粒增强复合材料 , 初晶Si , 初晶Mg2Si , 离心铸造

熔体温度对Al-18Mg2Si复合材料组织与性能的影响

陈淑英 , 邵秉川 , 陈智麟 , 常国威

稀有金属

研究了熔体温度对原位自生Al-18Mg2Si(质量分数,%)复合材料组织和力学性能的影响.结果表明:随着熔体温度的提高,Al-18Mg2Si复合材料中,初生Mg2Si由粗大的树枝状变成多边形状、块状,有的成为颗粒状.熔体温度为870℃时,初生Mg2Si最细小,平均晶粒尺寸为12 μm(形状因子最大);超过870℃后,晶粒尺寸略有增大(形状因子减小).随着熔体温度的提高,共晶Mg2Si由片层状变为颗粒状,而后又变成颗粒状和棒状的混合组织,共晶团尺寸先减小后增大.复合材料的抗拉强度、延伸率、硬度随熔体温度的提高先增大后减小,并在870℃过热时,力学性能达到最佳值.DTA分析表明,随着熔体温度的提高,合金的凝固开始温度先降低后升高,形核过冷度呈先增大后减小的变化趋势.熔体温度达到870℃时,形核过冷度最大,复合材料的硬度最大,耐磨性最好.

关键词: Al-18Mg2Si复合材料 , 熔体温度 , 初生Mg2Si , 力学性能

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