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铸造Al-Si合金有着非常好的铸造性能,如:流动性比较好,收缩率小,铸件致密和耐磨性好,在铸造铝合金中应用最为广泛。然而通过常规铸造法得到的合金中,初晶硅十分粗大,这降低了铝合金的综合性能。目前,通过向Al-Si合金中添加第二相,来改变铝硅合金中Si相的形态。Al-Cu-Fe准晶颗粒具有高的硬度、高的耐磨性,且和铝合金基体的润湿性好。因此非常适合作为Al-Si合金的强化相。本文中,为了改善Al-Si合金的性能,将Al-Cu-Fe准晶加入ZL101合金中。这样一方面可以制备高性能的铝基复合材料,另一方面也能为准晶的研究提供一定的实验基础。本文中,通过常规铸造的方法制备了Al63Cu25Fe12和Al60Cu25Fe12Si3准晶中间合金,对它们的微观结构和相的组成进行分析。并研究热处理对准晶相形成的影响。选取一种最佳的Al-Cu-Fe准晶成分作为Al-Si合金的强化相。将选择的准晶颗粒进行球磨处理,以此来获得75-150μm的准晶颗粒。然后将准晶颗粒加入ZL101合金中,研究准晶加入量、浇注温度和热处理工艺对Al60Cu25Fe12Si3颗粒增强ZL101复合材料微观组织和性能的影响。试验表明:铸态Al63Cu25Fe12和Al60Cu25Fe12Si3准晶中间合金在凝固的过程中主要生成了4种不同的相:λ相、准晶I相、β相(τ相)和其他微量相。经过热处理后,β相衍射峰强度明显降低,与Al63Cu25Fe12相比,Al60Cu25Fe12Si3合金中大部分β相转变为I相,且其他杂相较少,因此选择Al60Cu25Fe12Si3准晶作为Al-Si合金的强化相。Al60Cu25Fe12Si3准晶颗粒加入ZL101合金后,初生-Al的尺寸减少,且它的一次枝晶变细,二次枝晶的间距变小,其形态开始转变为蔷薇状。另外片状或者长条状的共晶Si被打断,其尺寸变得比较细小。随着准晶加入的含量的增多,-Al和共晶Si会进一步细化。准晶的加入的质量分数分别为1%、2.5%和4%,当浇注温度一定时(680℃、700℃或者720℃),随着加入含量的增多,复合材料的抗拉强度、硬度和伸长率有着较为明显的提升。当浇注温度为700℃,Al60Cu25Fe12Si3准晶颗粒加入量为4%时,复合材料的性能最佳。其抗拉强度、硬度和伸长率分别为245MPa、69.6HB和4.1%。与ZL101相比分别提高了34.6%、35.9%和28.1%。根据宏观断口和微观断口的综合分析,准解理断裂是准晶增强ZL101复合材料主要的断裂方式。本文中热处理的工艺为:固溶535℃±5℃/8h,65℃水淬后,时效温度为170℃±5℃,时间为6h、8h和10h。由于共晶Si在热处理的过程中完成了熔断和粒化的阶段,所以热处理后,共晶Si的形貌有了明显的改善,大部分共晶Si已经粒化。此外热处理后,复合材料的力学性能有了较为明显的提高。随着时效保温时间的增加,其抗拉强度和硬度也会有一定的增加,但其塑性有所降低。当时效温度为10h时,抗拉强度、硬度和伸长率分别为302MPa、103.6HB和5.5%,与铸态复合材料相比,分别提高了:23.3%、48.9%和34.1%。