硅、鎳含量與制備工藝對Al-Si-Ni合金組織和熱學(xué)性能的影響

編號：FTJS106832

篇名：硅、鎳含量與制備工藝對Al-Si-Ni合金組織和熱學(xué)性能的影響

作者：隋明冉 張瑜璐 李乙庚 李鵬宇 南邵俊 杜軍

關(guān)鍵詞： Al-Si-Ni合金 鎳和硅含量 亞快速凝固 顯微組織 熱學(xué)性能

機(jī)構(gòu)： 華南理工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院

摘要： 利用普通凝固、水冷銅模亞快速凝固和水冷銅模亞快速凝固復(fù)合熱處理(520℃×6 h)3種工藝,分別制備了Al-11Si-5Ni合金、Al-22Si-10Ni合金和Al-33Si-15Ni合金,研究了不同合金的顯微組織和熱學(xué)性能。結(jié)果表明:Al-11Si-5Ni共晶合金在凝固過程中僅發(fā)生Al-Si-Al3Ni三元共晶反應(yīng),形成由α-Al相、共晶硅相和共晶Al3N相組成的三元共晶組織;Al-22Si-10Ni合金與Al-33Si-15Ni合金為過共晶合金,組織由初生硅相、初生Al3N相和三元共晶組織組成,其凝固過程分為初生硅相析出、初生硅相與Al3Ni相的共同析出以及Al-Si-Al3Ni三元共晶反應(yīng)3個(gè)階段;隨著鎳、硅含量的同步增加,初生硅相與Al3Ni相粗化;與普通凝固工藝相比,水冷銅模亞快速凝固工藝可以細(xì)化合金組織,而熱處理使共晶硅相與共晶Al3Ni相發(fā)生球化。隨著硅、鎳含量的同步增加,合金的熱導(dǎo)率與熱膨脹系數(shù)均下降,而水冷銅模亞快速凝固復(fù)合熱處理可以有效提升合金的熱導(dǎo)率。水冷銅模亞快速凝固復(fù)合熱處理工藝制備的Al-22Si-10Ni合金具有優(yōu)異的綜合性能,其室溫?zé)釋?dǎo)率為129.9 W·m-1·K-1,100℃熱膨脹系數(shù)為13.8×10-6 K-1,25~100℃平均熱膨脹系數(shù)為12.9×10-6 K-1。