D0I:10.13374/i.issm1001t63.2010.02.012 第32卷第2期 北京科技大学学报 Vol 32 No 2 2010年2月 Journal of Un iversity of Science and Technobgy Beijng Feb 2010 Mn对喷射沉积A一25 Si-xFe-Mn合金中Fe相的 影响 黄海军)张济山2)冯皓) 1)中国电器科学研究院工业产品环境适应性国家重点实验室，广州510300 2)北京科技大学新金属材料国家重点实验室，北京100083 摘要通过喷射沉积工艺制备了A~25SxFe-Mn(Mne质量比在0~1之间)系列合金的沉积坯，利用SEM、XRD和 EDX对这些沉积坯的微观组织进行分析.结果表明，添加Mn元素，将生成颗粒状的a-Ah5(FeM)3S,取代了针状的- AlFeSi和B-AbFeS相，从而显著地改善高硅铝合金中的Fe相的形貌，并且随着Mn尔e质量比的提高，沉积坯中颗粒状的 a-Al5(FeMn)3S含量也增加，而针状相的含量却减少，当Mn尔e质量比增加到0.83或1时，在沉积坯中只发现颗粒状的 a-Als (Fe Mn)3Si 关键词硅铝合金；铁相：锰；喷射沉积 分类号TG146.2 Effect of M n on Fe phases in spray -deposited A 1-25SixFe yM n alloys HUANG Hai-jun,ZHANG Ji-shan,FENG Hao) 1)Stae Key Labomatory of EnvimmenlAdaptbility for Industrial Products China Electric Apparatis Research Instite Guanghou 510300 China 2)State Key Laboratory for Advanced Metals and Materials University of Science and Technolgy Beijng Beijing 100083 China ABSTRACT A125SixFeyMn alloys with the mass ratio ofMn to Fe between 0 and 1 were synthesized by spray deposition The mi crostnucture of the spray-deposited prefoms was investigated by SEM.XRD and EDX.The results indicated thatMn addition coul in- prove the morpholgy of Fe phases through fom ing particulate aAls (Fe Mn)s Si phase to replace acicular AlFeSi and BA FeSi phases W hen the mass ratio ofMn to Fe increased the amount of particulate aAls(Fe Mn)3 Si phase woul increase whereas the amount of acicular phases reduced When the mass mtio of Mn to Fe increased to0.83 or only particulate aAls (Fe Mn)sSi phase coul be observed in the deposited prefom. K EY WORDS hypereutectic AlSi alloys imn phases manganese spray deposition 高硅铝合金具有低的热膨胀系数和较好的耐磨 金中，添加中和元素Mn可以改善Fe相的形貌，使 性能，因此是一种制备汽车发动机活塞衬套的理想 针状的A厂SiFe三元Fe相转变为汉字状的A厂Si 材料，一般来说，硅铝合金只能在200℃以下的场 FeMn四元Fe相，从而提高合金的性能[3-可).目前， 合中应用)，然而汽车发动机的工作温度为250~ 关于在喷射沉积高硅铝合金中添加Mn对Fe相的 300℃，因此需要提高高硅铝合金的热稳定性.在高 影响的相关研究甚少，因此，本文研究了Mn对喷射 硅铝合金中加入Fe可以提高合金的热稳定性；然 沉积A厂25 Si-xFe-Mn合金中Fe相的影响. 而，在铸造的硅铝合金中，Fe常以粗大的针状Fe相 出现，其对合金的断裂韧性、疲劳强度和后续加工性 1实验方法 能都不利).值得注意的是，在常规的铸造硅铝合 实验所用原料为：工业纯AI工业纯FeA厂 收稿日期：2009-06-29 基金项目：国家重点基础研究发展计划资助项目(N。2006CB605204) 作者简介：黄海军(1982人男，硕士研究生：张济山(I957一b男，教授，博士生导师，Email hangjs@public b:net en第 32卷 第 2期 2010年 2月 北 京 科 技 大 学 学 报 ＪｏｕｒｎａｌｏｆＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＢｅｉｊｉｎｇ Ｖｏｌ．32Ｎｏ．2 Ｆｅｂ．2010 Ｍｎ对喷射沉积 Ａｌ--25Ｓｉ--ｘＦｅ--ｙＭｎ合金中 Ｆｅ相的 影响 黄海军 1） 张济山 2） 冯 皓 1） 1） 中国电器科学研究院工业产品环境适应性国家重点实验室‚广州 510300 2） 北京科技大学新金属材料国家重点实验室‚北京 100083 摘 要 通过喷射沉积工艺制备了 Ａｌ--25Ｓｉ--ｘＦｅ--ｙＭｎ（Ｍｎ／Ｆｅ质量比在 0～1之间 ）系列合金的沉积坯‚利用 ＳＥＭ、ＸＲＤ和 ＥＤＸ对这些沉积坯的微观组织进行分析．结果表明‚添加 Ｍｎ元素‚将生成颗粒状的 α--Ａｌ15 （Ｆｅ‚Ｍｎ）3Ｓｉ2‚取代了针状的 δ-- Ａｌ4ＦｅＳｉ2和 β--Ａｌ5ＦｅＳｉ相‚从而显著地改善高硅铝合金中的 Ｆｅ相的形貌‚并且随着 Ｍｎ／Ｆｅ质量比的提高‚沉积坯中颗粒状的 α--Ａｌ15（Ｆｅ‚Ｍｎ）3Ｓｉ2含量也增加‚而针状相的含量却减少‚当 Ｍｎ／Ｆｅ质量比增加到 0∙83或 1时‚在沉积坯中只发现颗粒状的 α--Ａｌ15（Ｆｅ‚Ｍｎ）3Ｓｉ2． 关键词 硅铝合金；铁相；锰；喷射沉积 分类号 ＴＧ146∙2 ＥｆｆｅｃｔｏｆＭｎｏｎＦｅｐｈａｓｅｓｉｎｓｐｒａｙ-ｄｅｐｏｓｉｔｅｄＡｌ-25Ｓｉ-ｘＦｅ-ｙＭｎａｌｌｏｙｓ ＨＵＡＮＧＨａｉ-ｊｕｎ 1）‚ＺＨＡＮＧＪｉ-ｓｈａｎ 2）‚ＦＥＮＧＨａｏ 1） 1） ＳｔａｔｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＡｄａｐｔａｂｉｌｉｔｙｆｏｒＩｎｄｕｓｔｒｉａｌＰｒｏｄｕｃｔｓ‚ＣｈｉｎａＥｌｅｃｔｒｉｃＡｐｐａｒａｔｕｓＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅ‚Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ510300‚Ｃｈｉｎａ 2） ＳｔａｔｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｆｏｒＡｄｖａｎｃｅｄＭｅｔａｌｓａｎｄＭａｔｅｒｉａｌｓ‚ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＢｅｉｊｉｎｇ‚Ｂｅｉｊｉｎｇ100083‚Ｃｈｉｎａ ＡＢＳＴＲＡＣＴ Ａｌ-25Ｓｉ-ｘＦｅ-ｙＭｎａｌｌｏｙｓｗｉｔｈｔｈｅｍａｓｓｒａｔｉｏｏｆＭｎｔｏＦｅｂｅｔｗｅｅｎ0ａｎｄ1ｗｅｒｅｓｙｎｔｈｅｓｉｚｅｄｂｙｓｐｒａｙｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ．Ｔｈｅｍｉ- ｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｔｈｅｓｐｒａｙ-ｄｅｐｏｓｉｔｅｄｐｒｅｆｏｒｍｓｗａｓｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄｂｙＳＥＭ‚ＸＲＤａｎｄＥＤＸ．ＴｈｅｒｅｓｕｌｔｓｉｎｄｉｃａｔｅｄｔｈａｔＭｎａｄｄｉｔｉｏｎｃｏｕｌｄｉｍ- ｐｒｏｖｅｔｈｅｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙｏｆＦｅｐｈａｓｅｓｔｈｒｏｕｇｈｆｏｒｍｉｎｇｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅα-Ａｌ15（Ｆｅ‚Ｍｎ）3Ｓｉ2ｐｈａｓｅｔｏｒｅｐｌａｃｅａｃｉｃｕｌａｒδ-Ａｌ4ＦｅＳｉ2ａｎｄβ-Ａｌ5ＦｅＳｉ ｐｈａｓｅｓ．ＷｈｅｎｔｈｅｍａｓｓｒａｔｉｏｏｆＭｎｔｏＦｅｉｎｃｒｅａｓｅｄ‚ｔｈｅａｍｏｕｎｔｏｆｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅα-Ａｌ15（Ｆｅ‚Ｍｎ）3Ｓｉ2ｐｈａｓｅｗｏｕｌｄｉｎｃｒｅａｓｅ‚ｗｈｅｒｅａｓｔｈｅ ａｍｏｕｎｔｏｆａｃｉｃｕｌａｒｐｈａｓｅｓｒｅｄｕｃｅｄ．ＷｈｅｎｔｈｅｍａｓｓｒａｔｉｏｏｆＭｎｔｏＦｅｉｎｃｒｅａｓｅｄｔｏ0∙83ｏｒ1‚ｏｎｌｙｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅα-Ａｌ15 （Ｆｅ‚Ｍｎ）3Ｓｉ2 ｐｈａｓｅｃｏｕｌｄｂｅｏｂｓｅｒｖｅｄｉｎｔｈｅｄｅｐｏｓｉｔｅｄｐｒｅｆｏｒｍ． ＫＥＹＷＯＲＤＳ ｈｙｐｅｒｅｕｔｅｃｔｉｃＡｌ-Ｓｉａｌｌｏｙｓ；ｉｒｏｎｐｈａｓｅ；ｍａｎｇａｎｅｓｅ；ｓｐｒａｙｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ 收稿日期：2009--06--29 基金项目：国家重点基础研究发展计划资助项目 （Ｎｏ．2006ＣＢ605204） 作者简介：黄海军 （1982— ）‚男‚硕士研究生；张济山 （1957— ）‚男‚教授‚博士生导师‚Ｅ-ｍａｉｌ：ｚｈａｎｇｊｓ＠ｐｕｂｌｉｃ．ｂｔａ．ｎｅｔ．ｃｎ 高硅铝合金具有低的热膨胀系数和较好的耐磨 性能‚因此是一种制备汽车发动机活塞衬套的理想 材料．一般来说‚硅铝合金只能在 200℃以下的场 合中应用 ［1］‚然而汽车发动机的工作温度为 250～ 300℃‚因此需要提高高硅铝合金的热稳定性．在高 硅铝合金中加入 Ｆｅ可以提高合金的热稳定性；然 而‚在铸造的硅铝合金中‚Ｆｅ常以粗大的针状 Ｆｅ相 出现‚其对合金的断裂韧性、疲劳强度和后续加工性 能都不利 ［2］．值得注意的是‚在常规的铸造硅铝合 金中‚添加中和元素 Ｍｎ可以改善 Ｆｅ相的形貌‚使 针状的 Ａｌ--Ｓｉ--Ｆｅ三元 Ｆｅ相转变为汉字状的Ａｌ--Ｓｉ-- Ｆｅ--Ｍｎ四元 Ｆｅ相‚从而提高合金的性能 ［3--5］．目前‚ 关于在喷射沉积高硅铝合金中添加 Ｍｎ对 Ｆｅ相的 影响的相关研究甚少．因此‚本文研究了 Ｍｎ对喷射 沉积 Ａｌ--25Ｓｉ--ｘＦｅ--ｙＭｎ合金中 Ｆｅ相的影响． 1 实验方法 实验所用原料为：工业纯 Ａｌ、工业纯 Ｆｅ、Ａｌ-- DOI :10．13374／j．issn1001—053x．2010．02．012