稀土元素Eu和冷却速率对Al-7Si合金中共晶硅的影响

针对稀土元素Eu对共晶硅有良好的变质效果,本工作研究了不同Eu含量(0.04%、0.1%、0.16%、0.22%,质量分数,下同)、冷却速率、变质温度、保温时间以及重熔次数对Al-7Si中共晶硅的变质效果的影响。结果表明:冷却速率的提高有利于Eu元素对光晶硅的变质,冷却速率越高,共晶硅由针片状完全转变为纤维状所需加入的Eu越少;变质温度和保温时间会影响Eu元素对共晶硅的变质效果,最佳的变质温度为750℃,最佳的保温时间为15 min;重熔次数的增多,将致使变质失效,在不影响稀土Eu变质效果的情况下,重熔次数应不超过三次。

稀土Eu对铝/钢液-固复合双金属界面组织及力学性能的影响

研究了稀土元素Eu对Al-7%Si/45^(#)钢液-固复合双金属界面组织的影响,并研究了加入Eu后对Al-7%Si/45^(#)钢双金属界面硬度和结合强度的影响。采用扫描电镜(SEM)对试样微观组织进行观察,采用能谱仪(EDS)等对试样进行成分分析,结果显示:加入稀土元素Eu后,Al-7%Si合金中共晶硅由粗大板片状转变为纤维状,同时金属间化合物层的厚度变薄;加入Eu并未改变界面金属间化合物种类,但是金属间化合物的形貌和尺寸发生改变,Fe_(2)Al_(5)相由舌状变平滑,τ1-(Al,Si)_(5)Fe_(3)相分布区域变窄,铝合金基体中的τ6-Al9Fe_(2)Si_(2)相由粗大针状变为细小针状。EDS面扫描和线扫描结果表明,稀土Eu元素可能抑制了Al和Fe元素的互扩散,阻碍了金属间化合物的凝固生长。稀土Eu元素加入明显提高了铝/钢双金属界面的硬度和结合强度。

Eu和P复合变质对过共晶Al-Si合金微观组织和耐磨性能的影响

研究了Eu和P复合变质对过共晶Al-16Si合金中微观组织和耐磨性能的影响,并研究了初生硅的复合细化机制。采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)对试样微观组织进行观察,通过电子探针(EPMA)和能谱仪(EDX)进行成分分析,并对不同样品进行销盘式摩擦磨损实验。结果表明:Eu和P复合变质可以同时实现过共晶Al-16Si合金中的初生硅的细化和共晶硅的变质。当向Al-16Si-0.06P合金中添加0.15%的Eu,初生硅细化效果最好,Eu元素可以在P元素的基础上进一步细化初生硅,共晶硅的形貌由板片状转变为纤维状,初生硅的细化机制为AlP颗粒的异质形核机制和Eu元素的成分过冷机制。当向Al-16Si-0.06P合金中加入Eu的含量为0.2%时,Eu和P发生微弱毒化反应,初生硅尺寸增加。未变质Al-16Si合金的磨损形式主要包括氧化磨损、磨粒磨损和剥层磨损,Eu和P复合变质显著提高了Al-16Si合金的耐磨性能,当添加0.15%的Eu和0.06%P时,体积磨损率降低了35.9%,磨损形式转变为氧化磨损和磨粒磨损。