【摘 要】
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Al-Fe合金具有质量轻、耐热性好、原料丰富、价格低廉等优点,在航空航天、兵器和汽车等领域具有广阔的应用前景。Al-Fe合金在熔铸过程中会产生粗大片状的Al3Fe相,割裂基体,严重降低合金的性能,限制了其广泛应用。为了优化合金组织,本文研究了 Al-3Fe合金在缓冷以及在不同温度的铁模中凝固的组织变化特点,探究了铁模冷却条件下,Zr元素对Al-3Fe合金组织及硬度的影响,分析了加热条件下Zr对Al
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Al-Fe合金具有质量轻、耐热性好、原料丰富、价格低廉等优点,在航空航天、兵器和汽车等领域具有广阔的应用前景。Al-Fe合金在熔铸过程中会产生粗大片状的Al3Fe相,割裂基体,严重降低合金的性能,限制了其广泛应用。为了优化合金组织,本文研究了 Al-3Fe合金在缓冷以及在不同温度的铁模中凝固的组织变化特点,探究了铁模冷却条件下,Zr元素对Al-3Fe合金组织及硬度的影响,分析了加热条件下Zr对Al-3Fe合金中富Fe相的影响及含Zr相的形成,得出如下结论:（1）Al-3Fe合金在缓冷条件下形成初生Al3Fe+Al-Al3Fe共晶组织;在铁模冷却条件下,得到Al-Al6Fe共晶组织。随铁模温度升高,铸锭心部区域呈现出穿晶组织→树枝状α-Al枝晶→树枝状及胞状α-Al枝晶→等轴晶团的组织变化特点;（2）缓冷条件下,Zr元素的添加会减少Al3Fe共晶相的分枝,使之由长针状变为块状;铁模冷却条件下,Zr元素的添加会对Al-Al6Fe产生细化作用,但也会促进共晶团晶界处块状Al3Fe的形核长大。细化的共晶团,硬度没有明显提高;（3）在450℃下进行热处理,Al6Fe发生熔断、球化,当热处理温度为500℃时,Al6Fe的熔断球化现象更明显,在晶界处形成了长条状的Al3Fe。Zr的添加能够起到稳定Al6Fe棒状形貌的作用。当Zr的添加量为0.2%时,在450℃下保温10h,Al基体上会析出细小弥散分布的亚稳Al3Zr质点,合金硬度达到峰值,当热处理温度为500℃时,亚稳Al3Zr相发生溶解,Al基体上出现块状含Zr相及针状Al3Fe,合金硬度降低。
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