论文部分内容阅读
铝铁合金质量轻、耐热、耐磨，具有广泛的应用前景。当以普通铸造方法生产时，由于形成粗大的针片状Al3Fe相，合金的力学性能尤其是塑性较低，不能满足实际工程需要。本文研究了成形工艺和热处理等对Al-5.5Fe-2.5Cu和Al-5.5Fe-4Cu合金的力学性能、耐磨性能的影响，并应用了金相分析、SEM、TEM等实验方法分析合金的组织变化，研究这一课题对于推广铝铁合金的应用有重要的实际意义和一定的理论价值。实验结果表明：Cu元素的含量对合金的组织形貌及力学性能有一定的影响，铸态、热挤压态、半固态的Al-5.5Fe-4Cu合金的组织和性能都明显好于对应的Al-5.5Fe-2.5Cu合金。说明在一定范围内适当增加Cu元素含量有助于改善合金的组织和性能。半固态成形后的Al-5.5Fe基合金的性能较铸态、热挤压态的合金有大幅提高，晶粒更加细小，Al3Fe相的形状和尺寸都有明显改善。半固态成形的Al-5.5Fe基合金经过T6热处理后，力学性能下降明显。通过EDX能谱分析发现，Al3Fe相周围聚集了大量的Cu元素。由于Al3Fe相较粗大，阻碍了位错运动，使位错大量塞积在其周围，固溶处理温度较高，增大了Cu元素的扩散系数，Cu元素便以位错为通道聚集在Al3Fe相周围。富Cu相的长大是合金力学性能下降的主要原因。T1热处理后的半固态Al-5.5Fe基合金的抗拉强度有显著提高，T1热处理后晶粒更加细小均匀，低温时效后Cu元素并没有在Al3Fe相周围聚集，而是以强化相Al2Cu形式析出，因此提高了合金的力学性能。分析半固态Al-5.5Fe基合金的耐磨性，发现T1热处理后的合金磨损量较小，摩擦系数波动性较小，磨损表面犁沟较浅，磨损性能明显好于未热处理和进行T6热处理的合金。说明T1热处理能改善合金的磨损性能。