文章标题:Sc 对 Al-Si-Cu-Ni-Mg 合金组织与 热暴露的影响研究
文章作者:董浩 1,马凯迪 2,李金峰 1,夏峰 1,梁艳峰 1,郭永春 1
关 键 字:耐热铝合金;微观组织;Sc 元素;热暴露
文章摘要:
铸造耐热 Al-Si-Cu-Ni-Mg 合金是制备高功率密度发动机活塞等耐热轻量化部件的重要基础材料,通过添加高熔点、低热扩散系数的 Sc 元素来调控合金的相结构和形貌是提升此类合金耐温性的重要思路。 因此,探究了 Sc 元素添加及其含量对铸造耐热 Al-Si-Cu-Ni-Mg 活塞合金凝固组织和热暴露过程中富铜镍相组织演变的影响。 结果表明,
随 Sc 含量增加,活塞合金中形成 AlSiCuNiSc 新相,并且 AlSiCuNiSc 相的数量和尺寸随 Sc 含量的增加而增加;此外,随着 AlSiCuNiSc 相的形成,δ-Al3CuNi 相发生由典型共晶层片向棒杆状组织的转变。 热暴露过程中,δ-Al3CuNi 相中的Cu 和 Ni 原子向 α-Al 基体中扩散,并在 δ-Al3CuNi 的相界面处形成纳米尺度的 γ-Al7Cu4Ni 相;而富 Sc 的 AlSiCuNiSc相在热暴露前后形貌和成分几乎不发生变化,表现出极高的热稳定性;分析认为,高熔点、低热扩散系数的 Si 和 Sc 等原子在富铜镍相中的存在极大提高了富铜镍相的热稳定性。