过滤对高杂质含量的Al-12%Si合金组织和性能的影响

等非金属 杂质 ，合金凝 固时将形成初生针状铁相 （ 称为
ＢＦ 相） —ｅ ，割裂 基体 ，从而 影 响铝合金 的力 学性 能ｌ 。 ４ ＿ ｑ 在实 际 生产 中通过 添加 中和剂 ＭＩ ｒ ｏ ｅ １ 、Ｃ 、Ｃ 、Ｂ 、Ｎｉ 、 Ｒ Ｅ、ｓ ｎ 等 ［ ］ ， Ｍｏ ７ ，这些元 素在抑制 ＢＦ 相 析出上都有 － ．ｅ
较少 ，相关 报道更 不 多见 。因此 ，作 者选 用 电热法 生 产 的Ａ．０ ｉ 合金 ，熔 化后通 过添 加适 量 的纯Ａｌ １ ％Ｓ粗 ３ 稀 释成共 晶Ａ．ｉ 金 （ 铁含 量Ａ．２ ｉ １ 合 Ｓ 高 Ｉ ％Ｓ合金） １ ，采 用孑 Ｌ
径 为４ 目石英 板式过 滤器 除杂 ，研 究过 滤处 理对其 微 ０
２ Ｋｅ ｂ ｒ ｔ ｒ ｆ ａｅ ｉｌ ｈ ｓ ｓｏ Ｍ ｉ ｉ ｒ ｆ ｄ ｃ ｔ ｎ Ｚ ｅ ｇ ｈ ｕＵｎ ｖ ｒｉ ， ｈ ｎ ｚ ｏ ５ ０ ２ Ｈｅ ａ ， ｈ ｎ ； ． ｙＬａ ｏ ａ ｏ ｙ ｏ Ｍ ｔ ｒ ｙ ｉ ｆ ｎ ｓ ｙ ｏ Ｅ ｕ ａｉ ， ｈ ｎ ｚ ｏ ｉ ｅ ｓ ｙ Ｚ ｅ ｇ ｈ ｕ ４ ０ ５ ， ｎ ｎ Ｃ ｉ ａ ａＰ ｃ ｔ ｏ ｔ
（）纯Ａｌ ｃ 配制 的Ａ１ ２ ｉ — ％Ｓ合金 １
Ｐｒ ｐ ｒｉｓｏ ． ｏ ｅｔ ｆ １ ｅ ＡＩ ２％Ｓｉ ｌｙ ｔ ｇ ｍｐ ｒｙＣｏ ｔ ｎ ｏ ｓｗｉ Ｈｉｈ ｌ ｕ ｉ ｎ ｅ ｔ Ａｌ ｈ ｔ
ＬＩ ｕ － ｉ ｇ ， Ｕ ｕ ｃ ｎ ， Ｚ ｎ ｑ ｎ ＬＩ Ｎｉ — ａ ， ＨＵ ａ — ｕ ， Ｉ ｉ ＹＡＮＧ ｉｇ ｓ ｅ ｇ Ｊ Ｘｉ ｏ ｙ Ｌ ｎ ， Ｊ Ｍ ｎ － ｎａ ｈ
到３４ ． ％，提高 了约 １３ ４ ％；与纯Ａ 配 制 的Ａ ．２ ｉ 金 ｌ １ ％Ｓ合 １ 相 比 ，过滤后 合金 的抗 拉强 度与 其 已经 接近 ，但塑 性 稍 差 ，这 与 用 电热 法 生 产 的 Ａ —０ ｉ 合 金 配 制 的 １ ％Ｓ粗 ３
形 式存在 。经过 过滤 后这些 比较粗 大 的ＡＳＭｎ ｅ 合 １ｉ Ｆ化
的Ａ１ ２ ｉ — ％Ｓ合金 ，过 滤后合 金 的铸态力 学 性能得 到 了 １
明显 的 改 善 ，抗 拉 强 度 由过 滤 前 的 １０ＭＰ 提 高 到 ４ ａ
嘎
Ａ．２ ｉ 和纯Ａ配 制的Ａ．２ ｉ 的Ｘ Ｄ图谱 。 Ｉ ％Ｓ合金 １ ｌ １ ％Ｓ合金 １ Ｒ 对 比图谱发现 ，图４、ｂＬ ｃ 出几条峰 ，进一步物相 ａ ｔ图４多
３ 登封 ４） 集 团铝合金 有限公 司，河 南登封 ４ ２ ７ ） ． － － ５４ ７
摘要 ：采用过滤器对电热法生产Ａ．０ ｉ １ ％ｓ ３ 粗合金配制的Ａ． ％ｓ １２ ｉ １ 合金进行了过滤除杂，研究了过滤对其微观组织及
力学性能的影 响。结果表明 ：该合金经过滤 后能 除去大部分Ｆ 、ｃ 等杂质 ，使Ｆ 相呈现 出小块状或多面体状 ，球化趋 ｅ ａ ｅ 势明显 ，消除 了细长线状 的ｃ 相 ，合金的力 学性能得到明显改善 ，其抗拉强度 已经接近纯Ａ 配制合金 。 ａ ｌ
＿ ＿
＾ ．． ＿－ 一
１
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２０ ）
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（）未经过滤的Ａ１１％Ｓ合金 ａ —２ ｉ
（）经过过滤的Ａ１１％Ｓ合金 ｂ —２ ｉ 图４ Ａ１１％Ｓ合金ＸＲ ．２ ｉ Ｄ图谱
Ｆ ｇ ４Ｔｈ ｉ ． ｅＸＲＤ ｔ ｒ ｓ ｆ 一２ Ｓ ｌｏ ｐａｔｎ Ａｌ１ ％ ｉ ｌｙ ｅ ｏ ａ
纯Ａ 需 要高 品位 的铝 土矿 ，我 国铝土矿 的静态 保 障年 １ 限 只有十几 年 ，且 该方法 生产Ａ１ ｉ 金工 艺流 程长而 ．合 Ｓ 复 杂 、能耗 高 。用 碳 电热 还原 法生产 铸造用 一 次Ａ ．ｉ １ ｓ 合 金不仅 可 大大 降低能 耗 、缩 短流程 ，而 且可 以使用
ｆｏ ｐｕ ｅＡ１ ｒｍ ｒ ．
Ｋｅ ｒ ｓ Ａｌｌ ％ Ｓ ｌ ｙ ｆｌ ａｉｎ ｍｉｒ ｓｒ ｃｕ ｅ ｍｅ ｈ ｎｃ ｌ ｒｐ ｒｉｓ ｙｗｏ ｄ ： — ２ ｉ ｌ ； ｔ ｔ ； ｃｏ ｔｕ ｔｒ ； ｃ ａ ｉａ ｏ ｅｔ ａｏ ｉ ｒ ｏ ｐ ｅ
Ａ１ ｉ 金是应用 最广 的铸造 铝合 金 ，目前世界 各 ．合 ｓ 国所 用 的Ａ１ ｉ 一 合金均 是纯Ａｌ 纯ｓ混熔 生产 的 。生产 ｓ 与 ｉ
铸
・
造
Ｍａ ０１ ｙ２ ２ ＶＯ ． ＮＯ ５ Ｉ ６１ 。
４４ ・ ６
Ｆ ＮＤＲ ＯＵ Ｙ
过滤对 高杂质含量的Ａ一 ％Ｓ合金组织和 Ｉ１ ２ ｉ 性 能 的影 响
李俊青 ，刘扭参 ，朱小瑜 津 ． 一 ，李 ，杨明生ｓ
（． １ 河南工程学院数理科 学 系，河南郑州 ４ １９ ；２ 郑州大学材料物理教育部重点实验 室，河南郑州 ４ ０ ５ ： ５ １１ ． ５０ ２
１ 试验材料及方法
试验原料 选用 电热法生产 的ＡＩ ０ ｉ ％Ｓ ３ 粗合金 ，化学
成 分 （ 量 分 数 ， 下 同 ） 为 ： ３％ Ｓ，３０ Ｆ ， 质 ０ ｉ ． ％ ｅ
１２ ． ％Ｍｎ ． Ｃ ，１ ％ Ｔ，余 为Ａｌ １ ，２ ％ ａ ． ｉ ０ ０ 。过滤采用深圳
基金项 目：河南省教育厅 自 然科学研究项 目 （ ｌＢ ３０ ４ 。收稿 日期 ： ０ １ １— ７ ２ １４００） ０ ２ １－ ２ １ 收到初稿 ，２ １— ２０ 收到修订稿。 ０ ２ ０ －９ 作者简介 ：李俊青 （９２ ） １ ６ 一 ，女 ，高级实验师 ，主要从事金属材料 的组织和性能的研究 。Ｅ ｍ ｉ ｎ３ ｃ ８ ６ ｒ — ａ ：ｌ ７ ６ ＠１３ ｏ ｌ ｃ ｃｎ
ｏ ｅａ ｌ ｙ ｒ ｍｐ ｏ ｅ ｂ ｉ ｕ ｌ ｎ ｅｔ ｎ ｉ ｔ ｎ ｔ ｆｔ ｉ ａｌ ｙ ｈ ｓｂ ｅ ｌ ｓ ｅａ ｌ ｙ ｍａ ｅ ｆ ｈ ｌ ｓｗｅ ｅｉ ｒ ｖ ｄ ｏ ｖ ｏ ｓ ａ ｄ ｔ ｓｌ ｓ ｅ ｇ ｈ ｏ ｓ ｌ ａ ｅ ｎ ｃ ｏ ｅｔ ｔ ｌ ｄ ｔ ｏ ｙ ｈ ｅ ｅ ｒ ｈ ｏ ｏ ｈ ｏ
３ Ｄ ＴＡｕ ｎｍ ｌ ｓ ｏ， ｔ．Ｄ ｎ ｆ ｇ ５ ４ ７Ｈｅａ ， ｈｎ ） ． ＤＪ ｌｍｉ ａ ｏ ． ｄ， ｅｇｅ ２ ７ ， ｎ ｎ Ｃ ｉａ ｕ ｌｙ Ｃ Ｌ ｎ４
Ａｂ ｔ ｃ ： Ａ１１ ％ Ｓ ｌ ｙｗａ ｌ ｒｄｔ ｍｏ ｅｉ ｕ ｉ ， ｉｈｗａ ｄ ｏ ｅｅ ｔ ｔｅｍ ａ—ｒ ｃ ｓ． ｄ ｓｒ ｔ ａ ． ２ ｉ ｌ ｓ ｔ ｅ ｒ ａｏ ｉ ｆ ｅ ｏ ｅ ｖ ｍｐ ｒ ｙ ｗｈｃ ｓ ｔ ｍａ ｅ ｒ ｍ ｌｃｒ ｈ ｒ ｌ ｏ ｅ ｓｍａ ｅ ｆ ｏ ｐ
（． ｐ ｒ ｎ ｏ Ｍａ ｅ ｔ ａ ａｄ ｈ ｓ ａＳ ｉ ｃｓＨｅａ ｎｔｕ ｏ Ｅ ｇ ｅｒ ｇＺ ｅｇｈ ｕ ５ １１Ｈｅａ ， ｈ ； １Ｄｅａｔ ｔ ｆ ｔ ｍａｉ ｌｎ Ｐ ｙｉ ｌ ｃ ｎ ｅ， ｎ ｎＩｓｔｔ ｆ ｎ ｉ ｅｉ ， ｈｎ ｚ ｏ ４ １９ ， ｎｎ Ｃ ｍａ ｍｅ ｈ ｃ ｃ ｅ ｉｅ ｎ ｎ
Ｍ ａ ０１ ｙ２ ２
・
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Ｆ ＯＵＮＤＲＹ
ＶＯ ． １ ＮＯ ５ Ｉ ６ ．
２３ ． ＸＲ 成 分分 析 Ｄ
２４ 过滤对 合金 力学性 能的 影响 ．
由图５ 可见 ，用 电热法生产 的Ａ１ ０ ｉ ． ％Ｓ粗合金 配制 ３
为研究合 金 中 的主要 物 相组成 ，对合 金进 行Ｘ Ｄ Ｒ 分 析 。 图４ 未 经过 滤 的Ａ —２ ｉ 金 ，经 过 过 滤 的 是 １ ％Ｓ合 １
分析表 明，这些峰对应着Ａ１ｉ Ｆ 化合物 。未经过滤的 ＳＭｎ ｅ 合 金 中Ｆ 、Ｍｎ ｅ 的含 量高 ，Ｆ 相 主要 以Ａ １ ｅ２ ｏ ｉ ｅ １Ｆ ３ ． ２ ７ Ｍｎ８ 的 Ｓ
１０ＭＰ ，提 高了约２％，伸长率∞ 鲫 ∞ ∞ 的１ ７ ａ １ ∞ 们 加 由过滤前 加 ． ４ ∞ ０％提高
Ａ１ ０ Ｓ ｏ ｒｅ ａ ｌｙ Ｔ ｅ ｉ ｆ ｅ ｃ ｆｆ ｔ ｔ ｎ ｏ ｈ ｃ ｏ ｔｕ ｔ ｒ ｎ ｅ ｈ ｎ ｃ １ｐ ｏ ｅ ｔ ｓ ｏ ｅ ％ ｉｃ ａ ｓ ｌ ． ｈ ｎ ｕ ｎ ｅ ｏ ｌ ａ ｉ ｎ ｔ ｅ ｍｉｒ ｓ ｃｕ ｅ ａ ｄ ｍ ｃ ａ ｉａ ｒ ｐ ｒｉ ｆｔ ３ ｏ ｌ ｉ ｒ ｏ ｒ ｅ ｈ ａｌ ｙ ｗａ ｎ ｅ ｔ ａｅ ． ｅ ｒ ｓ ｌ ｈ ｗ ｈ ｔ ｈ ｐ ｒ ｉ ｓ ｓ ｃ ｓｉｏ ｎ ａｃｕ ｉ ｈ ｌ ｙ ｃ ｕ ｄ ｂ ｌ ｓｉ ｖ ｓｉ ｔ ｄ Ｔｈ ｅ ｕ ｔ ｓ ｏ ｔ ａ ｅ ｉ ｕ ｉ ｅ ｕ ｈ ａ ｒ ｎ ａ ｄ ｃ ｌ ｉ ｍ ｔ ｅ ａｌ ｏ ｌ ｅ ｏ ｇ ｓ ｔ ｍ ｔ ｎ ｏ ｅｉ ｎ ｔｄ ｔ ｒ ｕ ｈ ｆ ｔａｉ ｎ Ｔ ｅ ｍｏ ｐ ｏ ｏ ｙ ｏ ｅ ｐ ａ ｅ ｉ ｈ ｌ ｙ ｅ ｄ ｏ ｃ ａ ｇ ｏ ｓ ｈ ｒｃ ｌｓ ａ ｅ ｌ ｍｉ ａ ｅ ｈ ｏ ｇ ｌ ｔ ． ｈ ｒ ｈ ｌ ｇ ｆ ｈ ｓ ｔ ｅ ａｌ ｓｔ ｎ ｓｔ ｈ ｎ ｅ ｔ ｐ ｅ ｉ ａ ｈ ｐ ｉ ｒ ｏ Ｆ ｎ ｏ
物被过滤 掉 ，在 过滤 后 的合 金 中Ａ１ｉ Ｆ 化 合物 已不 ＳＭｎ ｅ
是主要 物相 。
Ａ１ ２ ｉ 金中有较高 的Ｆ含量有关 。 — ％Ｓ合 １ ｅ
ｌｉ
＿
Ａｌ
＿
５
ｉ ．Ｉ Ｓ ｓ 『ｓ ｉ
＿ 一 ＿．
４
口 幸 晕 石３ ， ２
关键 词 ：Ａ１ ２ ｉ 金 ；过滤 ；微观组织 ；力学性 能 ． ％Ｓ １ 合
中图分 类号 ：Ｔ ４ ． 文献标 识码 ：Ａ Ｇ１６ ２ 文 章编 号 ：１０ — ９ ７ （０ ２ ５ ０ ６ — ４ ０ １４ ７ ２ １）０ — ４ ４ ０
Ｉ ｆ ｅ ｃ ｓ ｏ ｉｒ ｔ ｎ ｏ ｉｒ ｓ ｒ ｃ ｕ ｅ ａ ｄ Ｍ ｅ ｈ ｉａ ｎ ｌ ｎ ｅ ｆＦ ｌ ａ ｉ ｎ Ｍ ｃ ｏ ｔｕ ｔ ｒ ｎ ｃ ａｎｃ ｌ ｕ ｔ ｏ