Distributions of Sr and Fe and their influence on modification of hypoeutectic Al-Si alloy

The influence of cooling rate and Fe-containing phases on Sr-modification of Si phases in hypoeutectic Al-Si alloys, a problem with great industrial importance, was investigated. The microstructures of samples were examined using scanning electron microscopy(SEM) with energy-dispersive X-ray spectroscopy(EDX). A new method of electron probe microanalysis(EPMA) map scanning was used to analyze the Sr distribution, which gave quantitative results covering more Si particles. EPMA map scanning, together with SEM with EDX, was also used in analyzing the distribution of Fe phases. Results show that Fe-containing phase was related to the unmodified Si particles in samples with partial modification failure and the plate-like Si phases in samples without modification failure. Such a relationship was further confirmed by the microstructure observation.In conclusion, a partial failure of Sr-modification can be caused by both slow cooling rate and Fe-containing phases.

Sr对高铁Al-Si合金组织和性能的影响

研究了Sr元素(加入量分别为0.03%、0.06%、0.09%、0.12%和0.18%)对含Fe量为1.2%的ZL102合金的组织和性能的影响。研究发现,随着Sr元素的加入,合金中粗大的针状Fe相开始出现断裂分叉现象,同时针状Fe相的长度也随Sr元素加入量的增加而减小,但Sr对Fe相的针状形貌没有明显改变。随着Sr元素加入量逐渐增加,合金的抗拉强度和伸长率均呈现出先增后减的变化趋势。当Sr元素加入量达到0.12%时,合金材料的综合力学性能最佳。

Mn、Sr对铝硅合金中铁相的影响

研究了Mn、Sr元素对低铁(质量分数为0.5%)和高铁(质量分数为1%)铝硅合金中铁相的影响,分析了Al-Fe-Si相的成分及形态。结果表明:随着Mn元素含量的增加,铝硅合金中针状铁相逐渐减少,而鱼骨状铁相逐渐增多;Sr元素的添加并不能改变铝硅合金中的铁相形态,但能使合金内共晶Si相的形态由针状变成纤维状;复合添加Mn、Sr元素后,铝硅合金中α-AlFeSi相均匀分布于α-Al枝晶中,且尺寸比单独添加Mn的合金更为细小。

Mn对高铁铝硅合金中铁相形态和力学性能的影响

研究了不同锰铁比[w(Mn)/w(Fe)=0、0.5、0.8、1.1和1.4]对高铁铝硅合金ZL102[w(Fe)=1.2%]中铁相形态和力学性能的影响。研究发现,合金组织中铁相呈粗大针状,添加Mn能将其变成汉字状,且随着锰铁比的增大,合金中的汉字状铁相逐渐增多,而针状铁相的数量则减少许多,尺寸变小。但是Mn不能完全抑制针状铁相的出现,而且锰铁比的提高,增加了合金组织中铁相的含量,导致合金力学性能降低。在本试验条件下,随着锰铁比的增加,试样的抗拉强度、伸长率均呈现先升后降的趋势。当w(Mn)/w(Fe)=1.1时,合金的抗拉强度和伸长率均达到最大值,分别为157.7MPa和1.22%。

锰、锶含量对铸造铝硅合金铁相形貌和相组成的影响

采用光学显微镜、X射线衍射仪研究了锰、锶含量对铸造铝硅合金铁相形貌和相组成的影响。结果表明:在含0.02%锶的铝硅合金中,随着锰含量的增加,针片状β-Al9Fe2Si2相转变为骨骼状AlSiMnFe相,但锰的质量分数超过0.5%后,AlSiMnFe相以规则形状出现;在含0.3%锰的铝硅合金中,随着锶含量的增加,AlSiMnFe相和β相的尺寸变小,β相甚至消失,MgSi2相有转变为Al8Mg3FeSi6相的趋势,但当锶的质量分数超过0.03%后,AlSiMnFe相出现了聚集,锶的质量分数达到0.05%时,出现了有规则形状的AlSiMnFe相。