喷射成形过共晶AlSiCuMg合金的固溶行为

利用OM、XRD、SEM+EBSD、TEM、硬度测试以及相图计算研究了喷射成形Al25Si4Cu1Mg(质量分数,%)合金在固溶过程中的第二相和晶粒演变行为。结果表明:喷射成形过共晶AlSi合金的热挤压组织包含等轴状α-Al、微米级先共晶Si、非层片状共晶Si、共晶AlCuSiMg、共晶Al_(2)Cu相以及低体积分数的富Fe相。α-Al中还包含脱溶析出的微纳米和纳米级Al_(2)Cu相。Si相和α-Al的晶粒尺寸随固溶温度的升高而连续粗化。在475~495℃温度范围固溶时,脱溶相以及部分共晶Al_(2)Cu相随固溶温度的升高而回溶,残余Al_(2)Cu相向富Fe相聚集并粗化,AlCuSiMg相的体积分数和尺寸有所增加。515℃固溶时,第二相回溶程度继续提高,AlCuSiMg相的体积分数开始下降,但未见明显过烧现象。固溶温度超过515℃后,非平衡共晶相的熔化随温度的升高而加剧。过烧组织以晶界处的网状共晶和晶界宽化为主要特征。喷射成形Al25Si4Cu1Mg合金的硬度取决于溶质原子固溶度、残余第二相体积分数、α-Al晶粒尺寸、Si相尺寸以及非平衡共晶相熔化5个相互制约的因素。

喷射成形AlSiCuMg合金的热变形组织演变及再结晶行为

采用热压缩实验、SEM、TEM以及EBSD技术研究了喷射成形Al25Si4Cu1Mg(质量分数,%)合金的热变形组织演变规律及动态再结晶形核机制。结果表明:喷射态组织主要由等轴α-Al相、粗大块状Si相、AlSiCuMg相和不同尺度的Al_(2)Cu相构成。在623~723 K和0.001~5 s^(-1)条件下,细小的Al_(2)Cu相随形变温度的升高而逐渐回溶。高应变速率(5 s^(-1))热压缩时,位错塞积在粗大不溶初生相前沿产生应力集中,导致部分脆性初生相开裂,同时在初生相与α-Al相界面处出现局部裂纹。α-Al相则发生了完全动态再结晶。再结晶晶粒尺寸随着变形温度的下降和应变速率的提高而降低,晶粒内部的残留位错和形变亚结构随形变温度的升高而逐渐减少。随机织构表明,喷射成形Al25Si4Cu1Mg合金的动态再结晶机制为“粒子激发形核(PSN)”机制。