·226· 工程科学学报，第39卷，第2期 据其所含元素原子百分比得到针状化合物分子式为 2.2.2A和A,合金显微组织 L2 FeSi2n,与8-AL,FeSi,相分子式相接近.图3(c) 提高Mn/Fe值对过流冷却铸造过共晶Al-Si合金 为富F相的透射电镜明场像及该相选区衍射花样，分 微观组织影响可以从图4中看出.图4(a)为过流冷却 析表明，该相为四方结构，其晶格常数a=0.60641nm, 铸造A,(Mn/Fe为0.52)合金的背散射电子图像，微观 c=0.95258nm.根据相关研究[s],在较低冷速下，亚 组织中长针状为富Fe相，黑色块状相为初生Si,依附在 稳态8-AL,FeSi,相通过包晶反应转变成稳定的B- 初生Sⅰ颗粒上的枝晶状和不规则块状为金属间化合 Al FeSi相，然而倾斜板与高纯石墨坩埚对金属液的强 物.当合金Mn/Fe提高到0.70（见图4(b))时，针状富 冷作用抑制了此反应，因此δ-Al,FSi2相作为主要富 F相消失，枝晶状和块状金属间化合物增多，并且出现 Fe相存在于过流冷却铸造A,合金中 一些分布均匀的细小汉字状或鱼骨状金属间化合物. 20 200 图4过流冷却铸造A(a)与A2(b)合金背散射电子显微组织 Fig.4 BSE microscopies of inclined cooling casting A(a)and A2(b)alloys 对上述A、A合金试样进行X射线衍射分析 。 Als(Fe,Mn),Si,相，有少量8-AL(Fe,Mn)Si,相存 (见图5)，结果表明，A,合金组成相为-Al、B-Si、 在，但其含量较低.根据Huang等[研究，析出的8- B-A山(Fe,Mn)Si和a-Als(Fe,Mn),Si2相（见图5 AL,(Fe,Mn)Si,相会与液相反应生成a-Als(Fe, (a)).A,合金X射线衍射图谱（见图5(b))与A相 Mn),Si,相，并且8-AL,(Fe,Mn)Si,相与液相在610℃ 比，没有明显的B-AL,(Fe,Mn)Si相衍射峰显示，只 下反应生成B-AL(Fe,Mn)Si.剩余的液相在共晶温 有一个δ-Al(Fe,Mn)Si,相衍射峰被找到（见图5 度开始进行四元共晶反应，生成Si、a-A1和α- (b)),表明A,合金中大部分金属间化合物为α Als(Fe,Mn)aSiz. 8000 (a) ▲C-Al ▲a-Al 7000 ●Si 6000, ●Si ◆B 5000 06 6000 08 △a-Al s(Fe,MnSi AAl (Fe.Mn)Si, 500 4000 4000 3000 3000 2000 2000 1000 1000 30 40 50 60 152025303540 455055 60 29) 20/) 图5过流冷却铸造A1(a)与A2(b)合金X射线衍射图谱 Fig.5 XRD graphs of inclined cooling cast A(a)and A2 (b)alloys 由图6(b)可以观察到，在A,合金中有依附于初 Al2a(Fe,Mn),Si2和Al6s(Fe,Mn)3SiL5,二者分 生Si上的多边形块状金属间化合物（标记“D”),细小 子式接近Als(Fe,Mn),Si,相，A,合金微观组织中针 汉字状或鱼骨状化合物（标记“E”).见图6(a),A,合 状富Fe相摩尔分数为Al25(Fe,Mn)Si2sn接近8- 金微观组织中出现针状金属间化合物（标记“F”).表 Al,(Fe,Mn)Si,相. 2为三种化合物能谱分析结果.多边形块状与细小汉 图7(a)为过流冷却铸造A合金8-Al,(Fe,Mn)Si, 字状金属间化合物摩尔分数化为分子式分别为 相透射电镜图像及该相选区衍射图样，分析显示，该相工程科学学报,第 39 卷,第 2 期 据其所含元素原子百分比得到针状化合物分子式为 Al 3郾 80FeSi 2郾 47 ,与 啄鄄Al 4 FeSi 2 相分子式相接近. 图 3( c) 为富 Fe 相的透射电镜明场像及该相选区衍射花样,分 析表明,该相为四方结构,其晶格常数 a = 0郾 60641 nm, c = 0郾 95258 nm. 根据相关研究[18] ,在较低冷速下,亚 稳态 啄鄄Al 4 FeSi 2 相 通 过 包 晶 反 应 转 变 成 稳 定 的 茁鄄 Al 5FeSi 相,然而倾斜板与高纯石墨坩埚对金属液的强 冷作用抑制了此反应,因此 啄鄄Al 4 FeSi 2 相作为主要富 Fe 相存在于过流冷却铸造 A0合金中. 2郾 2郾 2 A1和 A2合金显微组织 提高 Mn / Fe 值对过流冷却铸造过共晶 Al鄄鄄Si 合金 微观组织影响可以从图4 中看出. 图4(a)为过流冷却 铸造 A1 (Mn / Fe 为0郾 52)合金的背散射电子图像,微观 组织中长针状为富 Fe 相,黑色块状相为初生 Si,依附在 初生 Si 颗粒上的枝晶状和不规则块状为金属间化合 物. 当合金 Mn / Fe 提高到 0郾 70(见图 4(b))时,针状富 Fe 相消失,枝晶状和块状金属间化合物增多,并且出现 一些分布均匀的细小汉字状或鱼骨状金属间化合物. 图 4 过流冷却铸造 A1 (a) 与 A2 (b)合金背散射电子显微组织 Fig. 4 BSE microscopies of inclined cooling casting A1 (a) and A2 (b) alloys 对上述 A1 、A2 合金试样进行 X 射线衍射分析 (见图 5 ) ,结 果 表 明,A1 合 金 组 成 相 为 琢鄄Al、 茁鄄Si、 茁鄄Al 5 ( Fe, Mn) Si和 琢鄄Al 15 ( Fe, Mn) 3 Si 2 相 ( 见 图 5 ( a) ) . A2合金 X 射线衍射图谱(见图 5( b) )与 A1相 比,没有明显的 茁鄄Al 5 ( Fe, Mn) Si 相衍射峰显示,只 有一个 啄鄄Al 4 ( Fe, Mn) Si 2 相衍射峰被找到( 见图 5 ( b) ) ,表 明 A2 合 金 中 大 部 分 金 属 间 化 合 物 为 琢鄄 Al 15 ( Fe, Mn) 3 Si 2相,有少量 啄鄄Al 4 ( Fe, Mn) Si 2 相存 在,但其含量较低. 根据 Huang 等[19] 研究,析出的 啄鄄 Al 4 ( Fe, Mn) Si 2 相 会 与 液 相 反 应 生 成 琢鄄Al 15 ( Fe, Mn) 3 Si 2相,并且 啄鄄Al 4 ( Fe, Mn) Si 2相与液相在 610 益 下反应生成 茁鄄Al 5 ( Fe, Mn) Si. 剩余的液相在共晶温 度开 始 进 行 四 元 共 晶 反 应, 生 成 Si、 琢鄄Al 和 琢鄄 Al 15 ( Fe, Mn) 3 Si 2 . 图 5 过流冷却铸造 A1 (a) 与 A2 (b) 合金 X 射线衍射图谱 Fig. 5 XRD graphs of inclined cooling cast A1 (a) and A2 (b) alloys 由图 6(b) 可以观察到,在 A2 合金中有依附于初 生 Si 上的多边形块状金属间化合物(标记“D冶),细小 汉字状或鱼骨状化合物(标记“E冶). 见图 6( a),A1合 金微观组织中出现针状金属间化合物(标记“F冶). 表 2 为三种化合物能谱分析结果. 多边形块状与细小汉 字状 金 属 间 化 合 物 摩 尔 分 数 化 为 分 子 式 分 别 为 Al 12郾 63 (Fe, Mn)3 Si 2郾 33和 Al 16郾 65 ( Fe, Mn)3 Si 1郾 85 ,二者分 子式接近 Al 15 ( Fe, Mn)3 Si 2 相,A1 合金微观组织中针 状富 Fe 相摩尔分数为 Al 3郾 55 ( Fe, Mn) Si 2郾 57 接近 啄鄄 Al 4 (Fe, Mn)Si 2相. 图 7(a)为过流冷却铸造 A1合金 啄鄄Al 4 (Fe,Mn)Si 2 相透射电镜图像及该相选区衍射图样,分析显示,该相 ·226·