.220 北京科技大学学报 第32卷 10%Mn中间合金和A-36.3%S中间合金（质量分 的针状Fe相均匀地分布在a一A基体上，初生S相 数)，沉积锭是在本实验室的喷射沉积设备上制备 的尺寸为4~16m,针状Fe相的长度为3~15m 的，喷射沉积的主要工艺参数是：雾化温度为 另外，从图1(a)中可知，部分粗大的初生S相分布 850℃，雾化气体为普通氮气，雾化气压为0.6MPa 在针状Fe相的边界，这些初生S相可能是依附在 导流管内径为3.0mm,沉积距离为460mm.通过喷 针状Fe相的界面上而发生了形核、长大，图1(b) 射沉积工艺，制备了A厂25 Si-xFe-Mn(MnFe质 为A厂25Si5Fe-2.6Mn合金(MnFe比值为0.52) 量比为01)系列合金的沉积坯，在每种沉积锭的 沉积坯的SEM照片.与图l(a)对比可知，将Mn加 中心部位截取试样，以用于微观组织分析，利用金 入喷射沉积高硅铝合金后，可以显著改善F相的形 相显微镜(OM)、ZE ISS SUPRA55型场发射扫描电 貌，沉积坯中针状Fe相的数量减少，而出现许多尺 镜(SEM)、Philips APD-10型X射线衍射仪等仪器 寸为13m颗粒状的Fe相.另外，从图1(c)中可 对试样的微观组织进行分析 以明显地观察到，随着MnFe比值提高到0.83时， 在A-25Si3Fe-2.5Mn合金沉积坯中，Fe相仅以颗 2实验结果 粒状形态出现.当MnFe比值进一步增加到l时， 图1(a)为A-25si5Fe合金沉积坯的SEM照 在A25Si2.5Fe-2.5Mn合金沉积坯中的Fe相也 片·从图中可知，深灰色的块状初生$相和亮灰色 仅以颗粒状形态出现（图1(d)) 图1高硅铝合金沉积坯的SM照片.(a)A25s5F6(b)A25si5Fe2.6Mr(c)A25s3Fe2.5Mm(d)A25Si2.5Fe-2.5Mn Fig 1 SEM inages of the spray deposited hyperutectic AlSialloys (a)Al-25Si5F (b)AH25Si5Fe2.6Mn (c)A1-25Si3Fe2.5Mn (d)A 25Si2.5Fe2.5Mn 对A上25Si5Fe合金沉积坯进行X射线衍射 所示.当MnFe比值进一步增加到I时，也只出现 (XRD)分析，其结果如图2(a)所示.A厂25Si厂5Fe 了a-Als(FoMn)3S这一种Fe相的衍射峰，如 合金沉积坯是由a-A1S相、6-AlFeSi(简称ò)和 图2(d)所示. B-AkFeSi简称B)组成.值得注意的是，XRD结果 对A一25Si5Fe高硅铝合金中的针状Fe相进 行能量扩散X射线(EDX份析可得（表1），其是由 表明（图2(b)),当添加Mn之后，A厂25Si5Fe- AlS和Fe三种元素构成，化学式为Ab..o?FeSi..3 2.6Mn合金沉积坯中出现了a-Al5(FeMn)3S 与AbFs接近.在图1(a)中难以区分6和B这是 相.当Mn乍e比值增加到0.83时，只发现a- 由两者形貌十分相似导致的[O.同样，对A25Si Als(FoMn)3S这一种Fe相的衍射峰，如图2(c) 5Fe-2.6Mn合金的沉积坯中的针状和颗粒状的Fe北 京 科 技 大 学 学 报 第 32卷 10％Ｍｎ中间合金和 Ａｌ--36∙3％Ｓｉ中间合金 （质量分 数 ）．沉积锭是在本实验室的喷射沉积设备上制备 的‚喷 射 沉 积 的 主 要 工 艺 参 数 是：雾 化 温 度 为 850℃‚雾化气体为普通氮气‚雾化气压为 0∙6ＭＰａ‚ 导流管内径为 3∙0ｍｍ‚沉积距离为 460ｍｍ．通过喷 射沉积工艺‚制备了 Ａｌ--25Ｓｉ--ｘＦｅ--ｙＭｎ（Ｍｎ／Ｆｅ质 量比为 0～1）系列合金的沉积坯‚在每种沉积锭的 中心部位截取试样‚以用于微观组织分析．利用金 相显微镜 （ＯＭ）、ＺＥＩＳＳＳＵＰＲＡ55型场发射扫描电 镜 （ＳＥＭ）、ＰｈｉｌｉｐｓＡＰＤ--10型 Ｘ射线衍射仪等仪器 对试样的微观组织进行分析． 2 实验结果 图 1（ａ）为 Ａｌ--25Ｓｉ--5Ｆｅ合金沉积坯的 ＳＥＭ照 片．从图中可知‚深灰色的块状初生 Ｓｉ相和亮灰色 的针状 Ｆｅ相均匀地分布在 α--Ａｌ基体上‚初生 Ｓｉ相 的尺寸为 4～16μｍ‚针状 Ｆｅ相的长度为 3～15μｍ． 另外‚从图 1（ａ）中可知‚部分粗大的初生 Ｓｉ相分布 在针状 Ｆｅ相的边界‚这些初生 Ｓｉ相可能是依附在 针状 Ｆｅ相的界面上而发生了形核、长大．图 1（ｂ） 为 Ａｌ--25Ｓｉ--5Ｆｅ--2∙6Ｍｎ合金 （Ｍｎ／Ｆｅ比值为 0∙52） 沉积坯的 ＳＥＭ照片．与图 1（ａ）对比可知‚将 Ｍｎ加 入喷射沉积高硅铝合金后‚可以显著改善 Ｆｅ相的形 貌‚沉积坯中针状 Ｆｅ相的数量减少‚而出现许多尺 寸为1～3μｍ颗粒状的 Ｆｅ相．另外‚从图1（ｃ）中可 以明显地观察到‚随着 Ｍｎ／Ｆｅ比值提高到 0∙83时‚ 在 Ａｌ--25Ｓｉ--3Ｆｅ--2∙5Ｍｎ合金沉积坯中‚Ｆｅ相仅以颗 粒状形态出现．当 Ｍｎ／Ｆｅ比值进一步增加到 1时‚ 在 Ａｌ--25Ｓｉ--2∙5Ｆｅ--2∙5Ｍｎ合金沉积坯中的 Ｆｅ相也 仅以颗粒状形态出现 （图 1（ｄ））． 图 1 高硅铝合金沉积坯的 ＳＥＭ照片．（ａ）Ａｌ--25Ｓｉ--5Ｆｅ；（ｂ）Ａｌ--25Ｓｉ--5Ｆｅ--2∙6Ｍｎ；（ｃ）Ａｌ--25Ｓｉ--3Ｆｅ--2∙5Ｍｎ；（ｄ）Ａｌ--25Ｓｉ--2∙5Ｆｅ--2∙5Ｍｎ Ｆｉｇ．1 ＳＥＭｉｍａｇｅｓｏｆｔｈｅｓｐｒａｙ-ｄｅｐｏｓｉｔｅｄｈｙｐｅｒｅｕｔｅｃｔｉｃＡｌ-Ｓｉａｌｌｏｙｓ：（ａ） Ａｌ-25Ｓｉ-5Ｆｅ；（ｂ） Ａｌ-25Ｓｉ-5Ｆｅ-2∙6Ｍｎ；（ｃ） Ａｌ-25Ｓｉ-3Ｆｅ-2∙5Ｍｎ；（ｄ） Ａｌ- 25Ｓｉ-2∙5Ｆｅ-2∙5Ｍｎ 对 Ａｌ--25Ｓｉ--5Ｆｅ合金沉积坯进行 Ｘ射线衍射 （ＸＲＤ）分析‚其结果如图 2（ａ）所示．Ａｌ--25Ｓｉ--5Ｆｅ 合金沉积坯是由 α--Ａｌ、Ｓｉ相、δ--Ａｌ4ＦｅＳｉ2（简称 δ）和 β--Ａｌ5ＦｅＳｉ（简称 β）组成．值得注意的是‚ＸＲＤ结果 表明 （图 2（ｂ））‚当添加 Ｍｎ之后‚Ａｌ--25Ｓｉ--5Ｆｅ-- 2∙6Ｍｎ合金沉积坯中出现了 α--Ａｌ15 （Ｆｅ‚Ｍｎ）3Ｓｉ2 相．当 Ｍｎ／Ｆｅ比 值 增 加 到 0∙83时‚只 发 现 α-- Ａｌ15（Ｆｅ‚Ｍｎ）3Ｓｉ2这一种 Ｆｅ相的衍射峰‚如图 2（ｃ） 所示．当 Ｍｎ／Ｆｅ比值进一步增加到 1时‚也只出现 了 α--Ａｌ15 （Ｆｅ‚Ｍｎ）3Ｓｉ2 这一种 Ｆｅ相的衍射峰‚如 图 2（ｄ）所示． 对 Ａｌ--25Ｓｉ--5Ｆｅ高硅铝合金中的针状 Ｆｅ相进 行能量扩散 Ｘ射线 （ＥＤＸ）分析可得 （表 1）‚其是由 Ａｌ、Ｓｉ和 Ｆｅ三种元素构成‚化学式为 Ａｌ5∙07ＦｅＳｉ1∙30‚ 与 Ａｌ5ＦｅＳｉ接近．在图1（ａ）中难以区分 δ和 β‚这是 由两者形貌十分相似导致的 ［6］．同样‚对Ａｌ--25Ｓｉ-- 5Ｆｅ--2∙6Ｍｎ合金的沉积坯中的针状和颗粒状的 Ｆｅ ·220·