铸造Al-50Si合金组织和性能变化
Evolution of microstructure and mechanical properties
of as-cast Al-50Si alloy due to heat treatment and P modi?er
content
Fuyang Cao a ,Yandong Jia a ,b ,Konda Gokuldoss Prashanth b ,Pan Ma a ,b ,Jingshun Liu a ,c ,Sergio Scudino b ,Feng Huang a ,d ,Jürgen Eckert b ,e ,Jianfei Sun a ,?
a
School of Materials Science and Engineering,Harbin Institute of Technology,Harbin 150001,China b
IFW Dresden,Institute for Complex Materials,P.O.Box 270116,D-01171Dresden,Germany c
School of Materials Science and Engineering,Inner Mongolia University of Technology,Hohhot 010051,China d
Hubei Key Laboratory of Advanced Technology of Automobile Parts,School of Automotive Engineering,Wuhan University of Technology,430070,China e
TU Dresden,Institut für Werkstoffwissenschaft,D-01062Dresden,Germany
a r t i c l e i n f o Article history:
Received 12September 2014Revised 4March 2015Accepted 7March 2015
Available online 9March 2015Keywords:Al–50Si alloy
Superheat treatment Microstructure
Mechanical property
a b s t r a c t
The effects of superheat temperature,content of modi?er (P)and T6heat treatment on the microstruc-ture and mechanical properties of the Al–50Si alloy have been investigated systematically by scanning electron microscopy (SEM)and differential scanning calorimetry (DSC).The results indicate that the pri-mary Si exhibits a plate-like morphology,with average size decreasing with increasing of the superheat temperature for the unmodi?ed alloy.The morphology of primary Si changes to small blocky shape at an optimal P content of 0.5wt.%,and the nucleation temperature increases for the alloy with 1.3wt.%P because of the ease of formation of the AlP phase.The nucleation temperature is lower for 0.5wt.%P due to lack of P atoms at relatively higher temperature.The ultimate tensile strength was enhanced by the addition of P followed by the T6heat treatment,and the maximum ultimate tensile strength ($160MPa)was observed for the sample containing 0.5wt.%P.
ó2015Elsevier Ltd.All rights reserved.
1.Introduction
Electronic packaging materials are required to protect the elec-tronic components from physical damage,mechanical forces,atmospheric chemical contamination,etc.[1].As the electronic packaging requires increasingly smaller size,lighter weight and higher integration,new packaging materials have to be developed to improve the performance of electronic components.However,the properties of traditional packaging materials can no longer sat-isfy the practical requirements [2–4].Hypereutectic Al–Si alloys with high Si content (50–70wt.%)are one of the ideal candidates for electronic packaging application as a result of the positive combination of properties,such as relatively low coef?cient of thermal expansion (CTE),which closely matches that of GaAs or Si semiconductor materials,high thermal conductivity,low density and superior strength [5].However,the main limitation of this type of material is the presence of the coarse,irregular,and brittle primary Si phase that can act as soft spots for premature crack initiation,deteriorating the overall mechanical properties of these materials [6,7].Therefore,it is essential to modify the microstructure of hypereutectic Al–Si alloy to optimize the mor-phology and distribution of the primary and eutectic Si [8,9].
Efforts have been made to modify the microstructure of hypereutectic Al–Si cast alloys in order to achieve a re?ned Si phase with bene?cial shape and distribution [10–12].For example,Liu et al.[13]have investigated the modi?cation of hypereutectic Al–24%Si alloys with Si–P,which leads to the formation of primary Si with size of 19l m.Choi et al.[14]have reported that the mor-phology of primary Si in hypereutectic Al–20%Si alloy can be modi-?ed from star-like to the polygon or blocky shape by the addition of c -Al 2O 3nanoparticles.Moreover,the spray forming technology was also used to prepare the Al–35%Si alloy with size of the Si phase less than10l m [15].However,only little attention has been paid to the modi?cation of Al–Si alloys with high Si contents (e.g.50wt.%).
The present study analyzes this mentioned above aspect by examining the potential of different superheat temperatures and phosphorus contents as modifying agents for simultaneous re?ne-ment of both the size and morphology of primary Si phase in the as-cast Al–50Si alloy.Additionally,the work investigates the effect of the induced microstructural modi?cations on the mechanical properties of the material.
https://www.sodocs.net/doc/328402600.html,/10.1016/j.matdes.2015.03.008
0261-3069/ó2015Elsevier Ltd.All rights reserved.
?Corresponding author.
E-mail address:jfsun@https://www.sodocs.net/doc/328402600.html, (J.Sun).
F.Cao et al./Materials and Design74(2015)150–156151
2.Experimental details equipped with an energy dispersive X-ray(EDX)setup.
Differential scanning calorimetry(DSC)measurements were
of Al–50Si alloy processed using different superheat temperatures(a)100,(b)200,(c)300,(d)400and(e)500K,(f)
temperature.
the nucleation and growth of primary Si [17].A higher superheat temperature is necessary to promote the dissolution and to Table 1
The O,N,H contents in the samples fabricated at different superheat temperatures SEM images of Al–50Si with different concentration of the modi?er:(a)0,(b)0.1,(c)0.3,(d)0.5,(e)0.7and (f)1.3152 F.Cao et al./Materials and Design 74(2015)150–156
of300K is used in order to evaluate the effects of P on the microstructure and properties of the Al–50Si alloy.
The microstructures of the Al–50Si alloy with different P con-tents are shown in Fig.2.The micrographs indicate substantial microstructural differences in the morphology,size and distribution of the primary Si with respect to the un-re?ned material(Fig.2(a)). The morphology of primary Si is still plate-like,but its average size is reduced to62.2±1.5l m for the sample with0.1wt.%P(Fig.2(b)) compared to the unmodi?ed alloy(117±2.5l m).With increasing the P content to0.5wt.%,the average size of the primary Si decreases further to38.0±2.1l m.In addition,the morphology is no longer plate-like but blocky in shape as displayed in Fig.2(d). The average size of the primary Si grows as the P content increases to0.7wt.%and1.3wt.%,reaching values of about39.4±1.3l m and 41.2±2.3l m,respectively(Fig.2(e)and(f));yet,the size of the pri-mary Si is smaller than the unmodi?ed alloy.
AlP particles can be accordingly formed
the Al–P master alloy into the hypereutectic
useful for re?ning the primary Si phase.
the fact that both the crystal structure and
AlP(cubic structure,a=5.45?)is similar to
ture,a=5.431?),and hence,the AlP particles
nucleation sites for primary Si[20–22].The
and changes the morphology from particle shape
when the P addition is1.3wt.%(Fig.2(f)).This
tribution and morphology of AlP would
nucleation sites in the melt for the primary
then cause the increasing size of primary
A typical backscattered electron image of
P is shown in Fig.3along with the corresponding
maps.It can be also observed that the particle
mary Si phase is rich in Al and P,which can
AlP according to the elemental scanning measurements
in Fig.3(b)–(d).
Fig.4shows the cooling curves of the Al–50Si
of the P concentration.The nucleation temperature of the eutectic Si at about843K does not change signi?cantly with the addition of P.On the other hand,the primary Si nucleation temperature changes with increasing P content.The nucleation temperature of primary Si is about1334K for the unmodi?ed alloy,and the tem-perature increases by$22K with the addition of1.3wt.%P.It is reported that dissolved Si atoms may aggregate on the surface of the AlP substrates to nucleate with the cube–cube orientation relationship to have similar lattice parameters[22].During solid-i?cation,AlP can nucleate easily owing to a suf?cient amount of P atoms in the melt with1.3wt.%P.The Si crystals tend to grow by the aggregation of Si atoms on the pre-formed primary Si crystal surfaces in accordance with the twinning plane re-entrant edge (TPRE)mechanism during the growth stage[23].Compared to the smooth surfaces of the?rstly-formed primary Si[24],the AlP parti-cles possess additional twinning planes[25].Thus the Si atoms are more inclined to aggregate on the surface of AlP rather than on the ?rstly-formed primary Si[26].
SEM image of the primary Si in the alloy modi?ed with0.5wt.%P and corresponding their EDX images for(b)Al,(c) Fig.4.DSC curves of the Al–50Si alloy as a function of P addition.
The nucleation temperature of the primary Si decreases by about 55K in the sample with0.5wt.%P compared with the unmodi?ed alloy.Due to the smaller amount of P atoms in the melt with 0.5wt.%P,it is dif?cult for the AlP phase to nucleate and a larger degree of supercooling is needed.As a result of the similar electronic structure between the Si and P atoms,the nucleation of primary Si is restricted.Therefore,primary Si nucleates after the nucleation of the AlP phase nucleation at a relatively lower temperature.
In order to understand the in?uence of the heat treatment on the microstructure,the alloy with0.5wt.%P with ST=300K is used for the following investigation.The microstructures of Al–50Si alloy before and after heat treatment are shown in Fig.5. Compared with the as-cast alloy(Fig.5(a)),the size of primary Si increases slightly(about42.2±1.5l m)in
rial,as shown in Fig.5(c).However,comparing
Fig.5(d)reveals that after heat treatment the
Si are round and smooth,whereas large amounts
solves into the Al matrix and the eutectic Si
shape.The morphology variation in both primary
may have led to reduction of stress concentration
may be bene?cial for enhancing the mechanical
alloy.
3.2.Mechanical properties
The ultimate tensile strength(UTS)of
different P contents is presented in Fig.6.
alloys is higher compared to the unmodi?ed
properties of the hypereutectic Al–Si cast
largely dependent on the primary Si characteristics morphology and distribution)[13].Accordingly,the P addition may positively in?uence the tensile properties of the as-cast alloys due to the re?nement and modi?cation of the primary Si.The ulti-mate tensile strength of the alloys increases with increasing the P content,reaching131MPa for the sample with0.5wt.%P,which is four times higher than that of the unmodi?ed alloy.
After T6heat treatment,the UTS of the alloy with0.5wt.%P reaches160MPa,which is$22%higher than the same alloy without heat treatment and is only32MPa less than the same alloy fabricated by rapid solidi?cation[29].This result is consistent with the microstructural evolution reported in Fig.5showing that the Al–Si alloy can be precipitation-strengthened after T6heat treat-ment.Consequently,the T6heat treatment plays a crucial role during the fragmentation and spheroidization process of eutectic Si[30].It has been reported[31]that coarse and elongated Si par-ticles tend to fracture more frequently than spherical particles,as
Fig.5.SEM microstructures of Al–50Si alloy(a)and(b)before,and(c)and(d)after heat treatment.
Fig. 6.Ultimate tensile strength for the Al–50Si alloys processed at different
conditions.
coarse Si particles can induce high levels of stress concentration and consequently result in the reduction of UTS.
Fig.7shows the morphology of the fracture surface of the unmodi?ed,modi?ed and heat-treated samples after room tem-perature tensile tests.The fracture surface of the unmodi?ed alloy exhibits a brittle morphology along with a large number of sec-ondary cracks(Fig.7(a)).Figs.7(b)and(c)display the fracture sur-face of the alloy with0.5wt.%P addition and after T6heat treatment.It can be also seen that the specimen presents the typical brittle fracture,but the amount of secondary cracks decreases as compared with the unmodi?ed alloy,and some dimples indicative of ductile fracture are also observed.
4.Conclusions
The microstructural evolution and the tensile properties of the Al–50Si alloy has been investigated in detail and the following con-clusions can be drawn as follows:
(1)Primary Si phase exhibits a plate-like morphology,and its
average size decreases from171l m(for ST=100K)to about 103l m(for ST=500K).However,the optimal ST is observed to be300K.
(2)Due to the formation of AlP particles,the primary Si phase
varies from plate-like morphology to blocky shape and a minimum size of38l m is obtained with the addition of
0.5wt.%P.
(3)The primary Si nucleation temperature decreases by about
55K with the addition of0.5wt.%P,with further increase of the P content to 1.3wt.%,the nucleation temperature increases by about22K compared with the unmodi?ed Al–50Si alloy.
(4)The edges of the primary Si becomes round and smooth,
whereas the eutectic Si transforms to spherical shape after the proper heat-treatment.
(5)Both the addition of P modi?er and T6heat treatment are
bene?cial for the enhancement of the mechanical property of the Al–50Si alloy.The largest UTS of160MPa is obtained with the addition of0.5wt.%P and after T6heat treatment. Acknowledgments
This project was supported by National Natural Science Foundation of China(Grant No.51375110),the National973Plan Project of China(Grant No.2010CB631205),the Fundamental Research Funds for the Central Universities of China(WUT:2013-IV-076),and Jingshun Liu acknowledges the support from Scienti?c Research Foundation of Inner Mongolia University of Technology of China(Grant No.ZD201405).
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高温合金是航空发动机、火箭发动机、燃气轮机等高温热端部件的不可代替的材料，由于其用途的重要性，对材料的质量控制与检测非常严格。高温合金的基本用途仍旧是飞行器的燃气轮发动机的高温部分，它要占先进的发动机重量的50％以上。然而，这些材料在高温下极好的性能已使其用途远远超出了这一行业。除了航空部件之外，规定将这些合金用于舰船、工业、陆地发电站以及汽车用途的涡轮发动机上。具体的发动机部件包括涡轮盘、叶片、压缩机轮、轴、燃烧室、后燃烧部件以及发动机螺栓。除了燃气发动机行业之外，高温合金还被选择用于火箭发动机、宇宙、石油化工、能源生产、内燃烧发动机、金属成形(热加工工模具)、热处理设备、核电反应堆和煤转换装置。 第一篇铸造有色合金及其熔炼思考题及参考答案 1.基本概念：屈服强度、抗拉强度、固溶强化、时效强化 屈服强度就是指金属对起始塑性变形的抗力；抗拉强度是代表最大均匀塑性变形抗力的指标；固溶强化是指形成固溶体使合金强化的方法；时效强化是指通过热处理利用合金的相变产生第二相微粒，造成的强化。 2.金属材料的强化机制主要有哪些，对强度和塑性有什么影响？ 晶界强化、固溶强化、分散强化、形变强化、复合强化。形变强化与粒子强化在强度提高时，塑性会显著降低；固溶强化在强度提高时塑性还能保持较好的水平；晶界强化时，细化晶粒提高强度也改善塑性。 3.铸造合金的使用性能有哪些？ 机械性能、物理性能和化学性能 4.铸造合金的工艺性能有哪些？ 铸造性能、熔炼性能、焊接性能、热处理性能、机加工性能 5.基本概念：变质处理、机械性能的壁厚效应 所谓变质处理是在熔融合金中加入少量的一种或几种元素（或加化合物起作用而得），改变合金的结晶组织，从而改善合金机械性能。这种随铸件壁厚增加而使机械性能下降的现象，称为机械性能的壁厚效应。 6.铝硅合金进行变质处理的原因及方法？ 原因：铝硅合金中的硅相在自发非控制生长条件下会长成粗大的片状，这种形态的脆性相严重割裂基体，大大降低合金的强度和塑性，为了改变这种状况，必须进行变质处理。方法：生产上常在合金液中加入氟化纳与氯盐的混合物来进行变质处理，加入微量的纯钠也有同样效果。 7.镁、铜、铁和锰对铝硅合金组织和性能的影响？ 1）镁：少量的镁，即能大大提高抗拉和屈服强度，随着镁量增加，强化效果不断增大，强度急剧上升，而塑性下降；2）铜：使铝硅合金强度显著增加，但伸长率下降，提高合金的热强性；3）铁：恶化了合金的机械性能，特别是塑性， 合金的铸造性能 合金的铸造性能--指在一定的铸造工艺条件下某种合金获得优质铸件的能力，即在铸造生产中表现出来的工艺性能，如充型能力、收缩性、偏析倾向性、氧化性和吸气性等 等。 研究之必要--合金铸造性能的好坏，对铸造工艺过程、铸件质量以及铸件结构设计都有显著的影响。因此，在选择铸造零件的材料时，应在保证使用性能的前提下，尽可能选用铸造性能良好的材料。但是，实际生产中为了保证使用性能，常常要使用一些铸造性能差的合金。此时，则应更加注意铸件结构的设计，并提供适当的铸造工艺条件，以获得质量良好的铸件。因此，充分认识合金的铸造性能是十分必要 的。 合金的铸造性能包括： 1.充型能力 2.凝固与收缩 3.偏析 4.吸气 ●合金的铸造性能——合金的充型能力 1 合金的充型能力定义 定义--液态合金充满铸型，获得尺寸正确、轮廓清晰的铸件的能力，称为液态合金的充型能力。 液态合金充型过程是铸件形成的第一个阶段。其间存在着液态合金的流动及其与铸型之间的热交换等一系列物理、化学变化，并伴随着合金的结晶现象。因此，充型能力不仅取决于合金本身的流动能力，而且受外界条件，如铸型性质、浇注条件、铸件结构等因素的影响。 2 对铸件质量的影响 对铸件质量的影响--液态合金的充型能力强，则容易获得薄壁而复杂的铸件，不易出现轮廓不清、浇不足、冷隔等缺陷；有利于金属液中气体和非金属夹杂物的上浮、排出，减小气孔、夹渣等缺陷；能够提高补缩能力，减小产生缩 孔、缩松的倾向性。 3 影响合金充型能力的因素及工艺对策 (1)合金的流动性 定义--流动性是指液态合金的流动能力。它属于合金的固有性质，取决于合金的种类、结晶特点和其他物理性质(如粘度越小，热容量越大；导热率越小，结晶潜热越大；表面张力越小，则流动性越好)。 测定方法--为了比较不同合金的流动性，常用浇注标准螺旋线试样的方法进行测定。在相同的铸型(一般采用砂型)和浇注条件(如相同的浇注温度或相同的过热温度)下获得的流动性试样长度，即可代表被测合金的流动性。常用铸造合金中灰铸铁、硅黄铜流动性最好，铸钢最差。对于同一种合金，也可以用流动性试样来考察各种铸造工艺因素的变动对其充型能力的影响。所得的流动性试样长度是液态金属从浇注开始至停止流动时的时间与流动速度的乘积。所以凡是对以上两个因子有影响的因素都将对流动性(或充型能 力)产生影响。 合金的化学成分决定了它的结晶特点，而结晶特点对流动性的影响处于支配地位。具有共晶成分的合金(如碳的质量分数为4.3%的铁碳合金等)是在恒温下凝固的，凝固层的内表面比较光滑，对后续金属液的流动阻力较小，加之共晶成分合金的凝固温度较低，容易获得较大的过热度，故流动性好；除共晶合金和纯金属以外，其他成分合金的凝固 铝合金铸造工艺 一、铸造概论 铝合金铸造的种类如下： 由于铝合金各组元不同，从而表现出合金的物理、化学性能均有所不同，结晶过程也不尽相同。故必须针对铝合金特性，合理选择铸造方法，才能防止或在许可范围内减少铸造缺陷的产生，从而优化铸件。 1、铝合金铸造工艺性能 铝合金铸造工艺性能，通常理解为在充满铸型、结晶和冷却过程中表现最为突出的那些性能的综合。流动性、收缩性、气密性、铸造应力、吸气性。铝合金这些特性取决于合金的成分，但也与铸造因素、合金加热温度、铸型的复杂程度、浇冒口系统、浇口形状等有关。 (1)流动性 流动性是指合金液体充填铸型的能力。流动性的大小决定合金能否铸造复杂的铸件。在铝合金中共晶合金的流动性最好。 影响流动性的因素很多，主要是成分、温度以及合金液体中存在金属氧化物、金属化合物及其他污染物的固相颗粒，但外在的根本因素为浇注温度及浇注压力(俗称浇注压头)的高低。 (2)收缩性 收缩性是铸造铝合金的主要特征之一。一般讲，合金从液体浇注到凝固，直至冷 到室温，共分为三个阶段，分别为液态收缩、凝固收缩和固态收缩。合金的收缩性 对铸件质量有决定性的影响，它影响着铸件的缩孔大小、应力的产生、裂纹的形成及尺寸的变化。通常铸件收缩又分为体收缩和线收缩，在实际生产中一般应用线收缩来衡量合金的收缩性。 铝合金收缩大小，通常以百分数来表示，称为收缩率。 ①体收缩 体收缩包括液体收缩与凝固收缩。 铸造合金液从浇注到凝固，在最后凝固的地方会出现宏观或显微收缩，这种因收缩引起的宏观缩孔肉眼可见，并分为集中缩孔和分散性缩孔。集中缩孔的孔径大而集中，并分布在铸件顶部或截面厚大的热节处。分散性缩孔形貌分散而细小，大部分分布在铸件轴心和热节部位。显微缩孔肉眼难以看到，显微缩孔大部分分布在晶界下或树枝晶的枝晶间。 缩孔和疏松是铸件的主要缺陷之一，产生的原因是液态收缩大于固态收缩。生产中发现，铸造铝合金凝固范围越小，越易形成集中缩孔，凝固范围越宽，越易形成分散性缩孔，因此，在设计中必须使铸造铝合金符合顺序凝固原则，即铸件在液态到凝固期间的体收缩应得到合金液的补充，是缩孔和疏松集中在铸件外部冒口中。对易产生分散疏松的铝合金铸件，冒口设置数量比集中缩孔要多，并在易产生疏松处设置冷铁，加大局部冷却速度，使其同时或快速凝固。 ②线收缩 线收缩大小将直接影响铸件的质量。线收缩越大，铝铸件产生裂纹与应力的趋向也越大；冷却后铸件尺寸及形状变化也越大。 对于不同的铸造铝合金有不同的铸造收缩率，即使同一合金，铸件不同，收缩率也不同，在同一铸件上，其长、宽、高的收缩率也不同。应根据具体情况而定。 (3)热裂性 铝铸件热裂纹的产生，主要是由于铸件收缩应力超过了金属晶粒间的结合力，大多沿晶界产生从裂纹断口观察可见裂纹处金属往往被氧化，失去金属光泽。裂纹沿晶界延伸，形状呈锯齿形，表面较宽，内部较窄，有的则穿透整个铸件的端面。 上海商虎/张工：158 –0185 -9914 Incoloy MA956 铸造高温合金是指可以或只能用铸造方法成型零件的一类高温合金。 Incoloy MA956化学成分： 碳C: — 硅Si: — 锰Mn: — 铬Cr: 20 镍Ni: — 钼Mo: — 钴Co: — 钨W: — 铝Al: 4.5 铜Cu: — 钛Ti: 0.5 铁Fe: 74.4 其他(％): Y2O3 0.5 现在已完成商业化生产的主要有三种ODS合金： MA956合金在氧化气氛下运用温度可达1350℃，居高温合金抗氧化、抗碳、硫腐蚀之首位。可用于航空发动机燃烧室内衬。 MA754合金在氧化气氛下运用温度可达1250℃并坚持相当高的高温强度、耐中碱玻璃腐蚀。现已用于制造航空发动机导向器蓖齿环和导向叶片。 MA6000合金在1100℃拉伸强度为222MPa、屈从强度为192MPa；1100℃，1000小时持久强度为127MPa，居高温合金之首位，可用于航空发动机叶片。金属间化合物高温资料是近期研讨开发的一类有重要使用前景的、轻比重高温资料。十几年来，对金属间化合物的基础性研讨、合金设计、工艺流程的开发以及使用研讨现已老练，尤其在 Ti-Al、Ni-Al和Fe-Al系资料的制备加工技能、韧化和强化、力学功能以及使用研讨方面取得了令人瞩目的成果。 Ti3Al基合金(TAC-1)，TiAl基合金(TAC-2)以及Ti2AlNb基合金具有低密度(3.8～ 5.8g/cm3)、高温高强度、高钢度以及优异的抗氧化、抗蠕变等长处，可以使结构件减重35～50%。Ni3Al基合金，MX-246具有很好的耐腐蚀、耐磨损和耐气蚀功能，展示出极好的使用前景。Fe3Al基合金具有良好的抗氧化耐磨蚀功能，在中温(小于600℃)有较高强度，成本低，是一种可以部分取代不锈钢的新资料。在民用工业的很多领域，服役的构件资料都处于高温的腐蚀环境中。为满意市场需要，依据资料的运用环境，归类出系列高温合金。 1、高温合金母合金系列 2、抗腐蚀高温合金板、棒、丝、带、管及锻件 3、高强度、耐腐蚀高温合金棒材、弹簧丝、焊丝、板、带材、锻件 2.3．1 铸造铝合金的一般特性 为了获得各种形状与规格的优质精密铸件．用于铸造的铝合金必须具备以下特性，其中最为关键的是流动性和可填充性。 (1) 有填充狭槽窄缝部分的良好流动性； (2) 有适应其他许多金属所要求的低熔点： (3)导热性能好，熔融铝的热量能快速向铸模传递，铸造周期较短； (4) 熔体中的氢气和其他有害气体可通过处理得到有效的控制； (5)铝合金铸造时，没有热脆开裂和撕裂的倾向： (6)化学稳定性好，有高的抗蚀性能； (7)不易产生表面缺陷，铸件表面有良好的光泽和低的表面粗糙度，而且易于进行表面处理； (8)铸造铝合金的加工性能好，可用压模、硬(永久)模、生砂和干砂模、熔模、石膏型祷造模进行铸造生产，也可用真空铸造、 低压和高压铸造、挤压铸造、半固态铸造、离心铸造等方法成形，生产不同用途、不同品种规格、不同性能的各种铸件。 2.3．2铸造铝合金的牌号与状态表示方法 铸造铝合金可分为热处理强化型和非热处理强化型两大类。目前，世界各国已开发出了大量洪铸造的铝合金，但目前基本的合金只有 以下6类： (1)A1-Cu铸造铝合金； (2)Al-Cu-Si铸造铝合金； (3)Al-Si铸造铝合金； (4)Al-Mg铸造铝合金； (5)A1-zn-Mg铸造铝合金； (6)Al-Sn铸造铝合金： 铸造铝合金系目前国际上无统一标准，各国(公司)都有自己的合金命名及术语，下面分别简述如下。 2．3．2．1 中国铸造铝合金的牌号与状态表示方法 (1)按GB8063规定，铸造铝合金牌号用化学元素及数字表示，数字表示该元素的平均含量。在牌号的最前面用“z”表示铸造，例 如ZAISi7Mg，表示铸造铝合金，平均含硅量为7％，平均含镁量小于1％。另外还有用合金代号表示法，合金代号由字母“z”、“L”(分别是“铸”、“铝”的汉语拼音第一个字母)及其后的三位数字组成。zL后面第一个数字表示台金系列．其中1、2、3、4分别表示铝硅、铝铜，铝镁．铝锌系列合金，ZL舌面第二位、第三位两个数字表示顺字号。优质合金的数字后面附加字母“A”： (2)合金铸造方法和变质处理代号。 S——砂型铸造； J——金属型铸造； R——熔模铸造； K——壳型铸造； B——变质处理。 (3)合金状态代号。 F——铸态； T1——人工时效； 一、铸造合金 1．铸铁特性 例如：为什么一般机器的支架、机床的床身常用灰口铸铁制造 灰铸铁具有优良的铸造性能、减振性、切削加工性，有一定的力学性能和耐磨性，对缺口的敏感性小以及成本低廉等许多优点。 2．铸铁分类、牌号 按铸铁中石墨的形态不同，生产上将铸铁分类： 3．指出下列铸铁牌号所表示的名称、各位数字所代表的意义。 HT350 、HT250、KT300-06 、QT600-3、RuT420、HT250 、KT330-08 、QT800-2、RuT380 4．铸铁的石墨化主要因素，及如何影响？ 化学成分和冷却速度 二、合金铸造工艺性 液态合金的工艺特性（常称为铸造性能）包括流动性、收缩性、吸气性和偏析性 等。 影响流动性的因素； 收缩过程； 固态收缩还引起铸件外部尺寸的变化故称尺寸收缩或线收缩。线收缩对铸件形状和尺寸精度影响很大，是铸造应力、变形和裂纹等缺陷产生的基本原因 影响收缩的因素 例如（判断） 1 .浇注温度越高，合金流动性越好，故浇注温度越高越好 2.砂型铸造时，当铸件的设计壁厚小于规定的最小壁厚时，铸件产生浇不足，冷隔缺陷 3．铸造合金的凝固收缩是使铸件产生应力和应变的根本原因 4．铸件的应力，在铸件铸造成形后就无法消除了 5．采用冒口和冷铁是为了防止铸件产生缩孔等缺陷 三、砂型铸造 1．型\芯砂的组成及作用； 2．浇注位置及分型面、确定依据？（并能确定合理的铸件的浇注位置及分型面）； 3．缩孔和缩松，产生原因？ 4．铸造应力、及其产生原因 5．特种铸造方法有哪些？特点？应用领域？ 例如：1．如金属型铸造内部晶粒细小，力学性能好 2．车床床身、内燃机活塞、铝合金汽车缸体、齿轮铣刀大批量生产时采用何种加工方法为宜； 四、应用1．铸件结构工艺性（结合上课实力会分析） 2．分型面及浇注位置确定 复习: 1. 何谓合金的铸造性能？铸造性能的好坏用什么来衡量？铸造性能不好会引起哪些铸造缺陷？ 2. 合金的流动性不足，易产生哪些缺陷？影响合金流动性的主要因素有哪几个方面？ 3. 进行铸件设计时如何考虑合金的流动性？在实际生产中常用什么措施防止浇不足和冷隔缺陷？ 4. 缩孔和缩松是怎样形成的？如何防止？ 5. 何谓顺序凝固和同时凝固原则？各需采取什么措施才能实现？哪些合金常需采用顺序凝固原则？ 6. 冒口为何能防止缩孔？它与出气口在作用、尺寸、位置等方面有何不同？与冷铁作用又有何不同？ 7. 铸造应力按其形成原因分为哪几种？如何防止和减小铸造应力？ 8. 合金收缩由哪三个阶段组成？各会产生哪些缺陷？ 9. 某种铸件经常产生裂纹，如何区分其裂纹性质？如果属于冷裂，产生原因有哪些？如果是热裂，其原因又有哪些？ 铸造铝合金缺陷及分析 一氧化夹渣 缺陷特征：氧化夹渣多分布在铸件的上表面，在铸型不通气的转角部位。断口多呈灰白色或黄色，经x光透视或在机械加工时发现，也可在碱洗、酸洗或阳极化时发现 产生原因： 1．炉料不清洁，回炉料使用量过多 2.浇注系统设计不良 3．合金液中的熔渣未清除干净 4．浇注操作不当，带入夹渣 5.精炼变质处理后静置时间不够 防止方法： 1．炉料应经过吹砂，回炉料的使用量适当降低 2．改进浇注系统设计，提高其挡渣能力 3.采用适当的熔剂去渣 4．浇注时应当平稳并应注意挡渣 5．精炼后浇注前合金液应静置一定时间 二气孔气泡 缺陷特征：三铸件壁内气孔一般呈圆形或椭圆形，具有光滑的表面，一般是发亮的氧化皮，有时呈油黄色。表面气孔、气泡可通过喷砂发现，内部气孔气泡可通过X光透视或机械加工发现气孔气泡在X光底片上呈黑色 产生原因： 1．浇注合金不平稳，卷入气体 2．型(芯)砂中混入有机杂质(如煤屑、草根马粪等) 3．铸型和砂芯通气不良 4．冷铁表面有缩孔 5．浇注系统设计不良 防止方法： 1．正确掌握浇注速度，避免卷入气体。 2．型(芯)砂中不得混入有机杂质以减少造型材料的发气量 3．改善(芯)砂的排气能力 4．正确选用及处理冷铁 5．改进浇注系统设计 三缩松 缺陷特征：铝铸件缩松一般产生在内浇道附近飞冒口根部厚大部位、壁的厚薄转接处和具有大平面的薄壁处。在铸态时断口为灰色，浅黄色经热处理后为灰白浅黄或灰黑色在x光底片上呈云雾状严重的呈丝状缩松可通过X光、荧光低倍断口等检查方法发现 Evolution of microstructure and mechanical properties of as-cast Al-50Si alloy due to heat treatment and P modi?er content Fuyang Cao a ,Yandong Jia a ,b ,Konda Gokuldoss Prashanth b ,Pan Ma a ,b ,Jingshun Liu a ,c ,Sergio Scudino b ,Feng Huang a ,d ,Jürgen Eckert b ,e ,Jianfei Sun a ,? a School of Materials Science and Engineering,Harbin Institute of Technology,Harbin 150001,China b IFW Dresden,Institute for Complex Materials,P.O.Box 270116,D-01171Dresden,Germany c School of Materials Science and Engineering,Inner Mongolia University of Technology,Hohhot 010051,China d Hubei Key Laboratory of Advanced Technology of Automobile Parts,School of Automotive Engineering,Wuhan University of Technology,430070,China e TU Dresden,Institut für Werkstoffwissenschaft,D-01062Dresden,Germany a r t i c l e i n f o Article history: Received 12September 2014Revised 4March 2015Accepted 7March 2015 Available online 9March 2015Keywords:Al–50Si alloy Superheat treatment Microstructure Mechanical property a b s t r a c t The effects of superheat temperature,content of modi?er (P)and T6heat treatment on the microstruc-ture and mechanical properties of the Al–50Si alloy have been investigated systematically by scanning electron microscopy (SEM)and differential scanning calorimetry (DSC).The results indicate that the pri-mary Si exhibits a plate-like morphology,with average size decreasing with increasing of the superheat temperature for the unmodi?ed alloy.The morphology of primary Si changes to small blocky shape at an optimal P content of 0.5wt.%,and the nucleation temperature increases for the alloy with 1.3wt.%P because of the ease of formation of the AlP phase.The nucleation temperature is lower for 0.5wt.%P due to lack of P atoms at relatively higher temperature.The ultimate tensile strength was enhanced by the addition of P followed by the T6heat treatment,and the maximum ultimate tensile strength ($160MPa)was observed for the sample containing 0.5wt.%P. ó2015Elsevier Ltd.All rights reserved. 1.Introduction Electronic packaging materials are required to protect the elec-tronic components from physical damage,mechanical forces,atmospheric chemical contamination,etc.[1].As the electronic packaging requires increasingly smaller size,lighter weight and higher integration,new packaging materials have to be developed to improve the performance of electronic components.However,the properties of traditional packaging materials can no longer sat-isfy the practical requirements [2–4].Hypereutectic Al–Si alloys with high Si content (50–70wt.%)are one of the ideal candidates for electronic packaging application as a result of the positive combination of properties,such as relatively low coef?cient of thermal expansion (CTE),which closely matches that of GaAs or Si semiconductor materials,high thermal conductivity,low density and superior strength [5].However,the main limitation of this type of material is the presence of the coarse,irregular,and brittle primary Si phase that can act as soft spots for premature crack initiation,deteriorating the overall mechanical properties of these materials [6,7].Therefore,it is essential to modify the microstructure of hypereutectic Al–Si alloy to optimize the mor-phology and distribution of the primary and eutectic Si [8,9]. Efforts have been made to modify the microstructure of hypereutectic Al–Si cast alloys in order to achieve a re?ned Si phase with bene?cial shape and distribution [10–12].For example,Liu et al.[13]have investigated the modi?cation of hypereutectic Al–24%Si alloys with Si–P,which leads to the formation of primary Si with size of 19l m.Choi et al.[14]have reported that the mor-phology of primary Si in hypereutectic Al–20%Si alloy can be modi-?ed from star-like to the polygon or blocky shape by the addition of c -Al 2O 3nanoparticles.Moreover,the spray forming technology was also used to prepare the Al–35%Si alloy with size of the Si phase less than10l m [15].However,only little attention has been paid to the modi?cation of Al–Si alloys with high Si contents (e.g.50wt.%). The present study analyzes this mentioned above aspect by examining the potential of different superheat temperatures and phosphorus contents as modifying agents for simultaneous re?ne-ment of both the size and morphology of primary Si phase in the as-cast Al–50Si alloy.Additionally,the work investigates the effect of the induced microstructural modi?cations on the mechanical properties of the material. https://www.sodocs.net/doc/328402600.html,/10.1016/j.matdes.2015.03.008 0261-3069/ó2015Elsevier Ltd.All rights reserved. ?Corresponding author. E-mail address:jfsun@https://www.sodocs.net/doc/328402600.html, (J.Sun). 各种铸造铝合金牌号的 主要特点及应用 Company Document number：WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998 各种铸造铝合金牌号的主要特点及用途 ZL101的特点是成分简单，容易熔炼和铸造，铸造性能好，气密性好、焊接和切削加工性能也比较好，但力学性能不高。适合铸造薄壁、大面积和形状复杂的、强度要求不高的各种零件，如泵的壳体、齿轮箱、仪表壳（框架）及家电产品上的零件等。主要采用砂型铸造和金属型铸造。 Zl101A 由于是在ZL101的基础上加了微量Ti，细化了晶粒，强化了合金的组织，其综合性能高于Zl101、ZL102，并有较好的抗蚀性能，可用作一般载荷的工程结构件和摩托车、汽车及家电、仪表产品上的各种结构件的优质铸件。其使用量目前仅次于ZL102。多采用砂型和金属型铸造。（ZL101A合金是以ZL101合金为基础严格控制杂质含量，改进铸造技术可以获得更高的力学性能。铸造性能，耐腐蚀性能和焊接性良好。用于铸造各种壳体零件，飞机的泵体、汽车变速箱、燃油箱的弯管等） Zl102 这种合金的最大特点是流动性好，其它性能与ZL101差不多，但气密性比ZL101要好，可用来铸造各种形状复杂、薄壁的压铸件和强度要求不高的薄壁、大面积、形状复杂的金属或砂型铸件。不论是压铸件还是金属型、砂型铸件，都是民用产品上用得最多的一个铸造铝合金品种。 Zl104 因其工晶体量多，又加入了Mn，抵消了材料中混入的Fe有害作用，有较好的铸造性能和优良的气密性、耐蚀性，焊接和切削加工性能也比较好，但耐热性能较差，适合制作形状复杂、尺寸较大的有较大负荷的动力结构件，如增压器壳体、气缸盖，气缸套等零件，主要用压铸，也多采用砂型和金属型铸造。 Zl105、ZL105A K417镍基铸造高温合金材料报告 K417是高强度的镍基铸造高温合金，其成分中的铝和钛含量较高，形成约占合金重量67％的γ′强化相，因而高温强度较高、塑性较好，加之其密度较低（7.8g/cm3），故特别适宜制作高温转动件。但它的组织稳定性较差，特别是当成分偏上限或铸造工艺参数控制不当时，零件在850～950℃长期工作中，有析出片状σ相的倾向。它的耐热腐蚀性能也较差，若长期高温使用，需用保护涂层 . 化学成分 Typical values(Weight %) Cr Ni Co Mo Al Ti 8.50-9.5 余14.0-16.0 2.50-3.20 4.80-5.70 4.50-5.00 Fe C Mn Si P S ≤1.0 0.13-0.22 ≤0.50 ≤0.50 ≤0.015 ≤0.010 力学性能 θ/℃持久性能拉伸性能 σb/ MPa t/h σb/ MPa δБ/% W / % 900 315 ≥70 635 6 8 物理性能 密度：7.8 g/m3 熔点：1260℃-1340℃ 磁性能：无 相近牌号 美国：IN100 技术标准 HB 5161—1988 物理数据 温度 ℃热导率W/mk 温度 ℃线膨胀系数10-6/K 132 10.87 200 13.2 419 14.23 431 13.5 661 19.25 679 13.5 760 25.94 759 14.7 947 38.49 868 15.7 1076 35.98 956 16.8 1109 41.42 1000 17.3 成形性能 用熔模铸造法可铸成壁厚小至1mm的薄壁零件也可铸造整体涡轮 焊接性能 可以进行氩弧堆焊 零件热处理工艺 1. 零件在铸态下使用; 2. 也可进行渗铝和消除应力的退火处理，处理温度低于1120℃。 表面处理工艺 《金属材料与热处理》导学案主备人：栾义审核人：栾义编号：008 §3-2 铁碳合金的基本组织与性能 【使用说明】 1、依据学习目标，全体同学积极主动的根据教材内容认真预习并完 成导学案，小组长做好监督与检查，确保每位同学都能认真及时的预习相关知识。 2、结合导学案中的问题提示，认真研读教材，回答相关问题。 3、要求每位同学认真预习、研读课本，找出不明白的问题，用红笔 做好标记。 【学习目标】 1、知识与技能：掌握铁碳合金的基本组织、性能及符号。 2、学习与方法：积极讨论、踊跃展示、大胆质疑，抓住“成分决定组 织，组织决定性能”这一主线，能分析出这五种基本组织的性能特点。 3、情感态度价值观：激情投入，大胆质疑，快乐学习。 【重点难点】 铁碳合金的基本组织 铁碳合金基本组织的性能特点 【自主学习】 班级：姓名：使用时间：年月日铁素体重要级别：★★★★★ 奥氏体重要级别：★★★★★ 渗碳体重要级别：★★★★★ 珠光体重要级别：★★★★★ 莱氏体重要级别：★★★★★ 【合作探究】 1、解释下列名词，并注明符号。 （1）铁素体 （2）奥氏体 （3）渗碳体 （4）珠光体 （5）莱氏体 2、简述铁碳合金五种基本组织的成分（含碳量）、组织特点（单相组织看晶格特点）、性能特点。 《金属材料与热处理》导学案主备人：栾义审核人：栾义编号：008 3、指出下列显微组织是那种铁碳合金基本组织（如果是多相组织，在图中分别指出各相）。 （a）（b）（c） （d）（e） 【课后作业】(自己默写，组长监督) 1、理解掌握本导学案内容，并完成习题册第三章第二节相关题目。【学后反思】 国兴金属制品有限公司教育训练教材 铝合金铸造技术篇 一、前言： 铝合金为目前使用极为广泛的一种金属。在铸造上而言，不论重力铸造，砂模铸造、压铸精密铸造┄等各种铸造方法均可见到大量的铝合金铸件，由于这些方法铸造，其原因乃在于铝合金具有质量轻、机械质优良、耐腐蚀、美观以及机械加工容易等优点。因而不仅大量使用于一般生活用品，例如：运输工具、通信器材、运动器材料、家庭五金┄等商业用途上，亦大量使用于航空太空载具及武器系统等军事装备。 铝合金铸造技术的发展时间，已有数十年历史，由于机械设计及加工观念的改变与要求以及机械设计的日趋复杂，加上新的合金不断的被发展出来，部份的铸造用铝合金机械强度甚至超过一些锻造用铝合金，如A201、A206等，因而铸造的重要性再度被肯定,在铸造一般生活用品时,铝合金的铸造并非一困难工作，但要铸造高品质的铸件时，则铝合金的铸造就非想象中的容易。 影响铸件品质的要素有八点，例如：铸造方案的设计，材料的选择以及铝水的品 质等，其中铝水的品质，则系熔炼的工作。 二、熔炼设备 熔炉: 铝合金熔炼用的炉子，以热源区分，可分为两个主要的种类：燃料及电力。 在使用燃料的熔炉中，则又分为油炉及瓦斯两种。 而电力炉则可区分为反应炉及电阻炉。 在选择炉子时，值得考虑的因素甚多，例如：熔解量的多寡；能源的价格；原始设备的成本，安装的价格，设备维护的难易，厂房设施配合；以及产品的种类。就一般铝合金铸造的：由于铝件的重量有限，为求操作上的方便，以及成本的考虑，绝大部份均系采用坩锅炉（目前已大量改用连续炉）。 以不同加热方式的炉子而言，使用油炉或气炉，或可降低成本。但是，不论油炉或电炉，均有机会增加铝水中的氢气量。一般而言，在使用油炉时，所使用的燃油中带含有10-20%的水气，对气炉而言，例如瓦斯不包含空气之中，因温度而含的水分，而仅计算燃烧所产生水蒸气，至少在消耗气体量的两倍以上。而不论使用燃油或瓦斯气体为热源时，燃烧后产生的水气，必然是包围着熔解炉。因此，可想而知的是氢气 的来源必然可观。 三、铝汤处理之目的： 在铝汤有由原材料在熔解过程中发生的氢气或氧化物等非金属介在物之外，尚含钠碱 第20卷 第1期2000年3月 航 空 材 料 学 报 JOURNAL OF AERONAUT ICAL M ATERIALS Vol.20,No.1 M arch2000 铸造高温合金发展的回顾与展望 陈荣章1 王罗宝1 李建华2 (1.北京航空材料研究院,北京100095; 2.中国人民大学,北京100872) 摘要:回顾了20世纪40年代以来铸造高温合金发展中的若干重大事件:叶片以铸代锻;真空 熔炼技术;定向凝固及单晶合金;合金成分设计;Ni3Al基铸造高温合金;合金凝固过程数值 模拟;细晶铸造。展望了铸造高温合金21世纪的发展:单晶高温合金仍然是最重要的涡轮叶 片材料;继续靠工艺的发展挖掘合金潜力;发展有希望的替代材料。 关键词:合金发展;铸造高温合金;燃气涡轮叶片 中图分类号:T G24 文献标识码:A 文章编号:1005 5053(2000)01 0055 07 自从20世纪40年代初期第一台航空喷气发动机采用第一个铸造涡轮工作叶片以来,铸造高温合金的发展经历了一段曲折而又辉煌的历程。众所周知,航空发动机的发展与高温合金的发展是齐头并进、密不可分的,前者是后者的主要动力,后者是前者的重要保证。占据着航空发动机中温度最高、应力最复杂的位置的铸造涡轮叶片的合金发展尤其是这样。半个世纪以来,航空发动机涡轮前温度从40年代的730 提高到90年代的1677 ,推重比从大约3提高到10[1],这一巨大进展固然离不开先进的设计思想、精湛的制造工艺以及有效的防护涂层,但是,高性能的铸造高压涡轮叶片合金的应用更是功不可没。40年代以来,标志着铸造高温合金性能水平的在140M Pa/100h条件下的承温能力从750 左右提高到当前的1200 左右(图1),是十分令人鼓舞的巨大成就。在这世纪之初回顾铸造高温合金发展的历程,不能不提到如下几件使人难忘的重大事件。 叶片以铸代锻 1943年,美国GE公司为其J 33航空发动机选用了钴基合金H S 21制作涡轮工作叶片,代替原先用的锻造高温合金H astelloy B。当时为了考核铸造高温合金作为转动件的可靠性,宇航局(NASA)有关部门曾对两种合金叶片同时进行台架试车鉴定。结果表明, HS 21完全可以代替H astelloy B制作涡轮转子叶片,从此开创了使用铸造高温合金工作叶片的历史[2,3]。之后,又谨慎地对X 40,GM R 235等铸造合金进行类似的考核研究,使铸造叶片的应用有所扩大。随着发动机推力的增大,叶片尺寸增大,当时发现叶片的主要失效模式从蠕变断裂转变为疲劳断裂,而铸造叶片由于晶粒粗大且不均匀,疲劳性能远低于锻造合金,加之当时出现了性能较高的沉淀硬化型镍基锻造高温合金,例如Nimonic80A, Udimet500,W aspaloy, 437 , 617等,而且锻造技术有所进步,这就使设计师又把叶片选 收稿日期:1999 09 20 作者简介:陈荣章(1937 ),男,研究员 相图分析——典型合金结晶——铁碳合金成分与性能关系、应用 三、铁碳合金成分、组织、性能之间的关系 从对Fe-Fe3C相图的分析可知，在一定的温度下，合金的成分决定了组织，而组织又决定了合金的性能。任何铁碳合金室温组织都是由铁素体和渗碳体两相组成，但成分（含碳量）不同，组织中两个相的相对数量，相对分布及形态也不同，因而不同成分的铁碳合金具有不同的组织和性能。 1、碳的质量分数对组织的影响 铁碳合金的室温组织随碳的质量分数的增加，组织的变化规律如下： F+P→P→P+Fe3CⅡ→P+Fe3CⅡ+Ldˊ→Ldˊ+Fe3CⅠ 从以上变化可以看出，铁碳合金室温组织随碳的质量分数的增加，铁素体的相对量减少，而渗碳体的相对量增加。具体来说，对钢部分而言，随着含碳量的增加，亚共析钢中的铁素体量随着减少，过共析钢中的二次渗碳体量随着增加；对铸铁部分而言，随着碳的质量分数的增加，亚共晶白口铸铁中的珠光体和二次渗碳体量减少；过共晶白口铸铁中一次渗碳体和共晶渗碳体量随着增加。铁碳合金室温组织的相组成相对量、组织组成物相对量如图所示。 2、碳的质量分数对力学性能的影响 铁碳合金的力学性能决定于铁素体与渗碳体的相对量及它们的相对分布状况。当碳的质量分数Wc<%时，随碳的质量分数的增加，钢的强度，硬度呈直线上升，而塑性、韧性随之降低。原因是钢组织中渗碳体的相对量增多，铁素体的相对量减少；当碳的质量分数Wc>%时，随碳的质量分数的继续增加，硬度仍然增加，而强度开始明显下降，塑性、韧性继续降低。原因是钢中的二次渗碳体沿晶界析出并形成完整的网络。导致了钢脆性的增加。为保证钢有足够的强度和一定的塑性及韧性，机械工程中使用的钢其碳质量分数一般不大于%。Wc>%的白口铸铁，由于组织中渗碳体量太多，性能硬而脆，难以切削加工，在机械工程中很少直接应用。 中文名称：铸造高温合金 英文名称：cast superalloy 定义：在铸造组织状态下具有良好性能并可直接铸成零件的高温合金。具有比同成分的变形合金高的抗蠕变性能。 中文名称：变形高温合金 英文名称：wrought superalloy 定义：适宜进行塑性成形的高温合金。所属学科：航空科技（一级学科）；航空材料（二级学科） 弥散强化 弥散强化指一种通过在均匀材料中加入硬质颗粒的一种材料的强化手段。是指用不溶于基体金属的超细第二相(强化相)强化的金属材料。为了使第二相在基体金属中分布均匀，通常用粉末冶金方法制造。第二相一般为高熔点的氧化物或碳化物、氮化物，其强化作用可保持到较高温度。弥散强化是强化效果较大的一种强化合金的方法，很有发展前途。 沉淀强化 合金通过相变得到的合金元素与基体元素的化合物会引起合金强化，为沉淀强化，弥散强化则是机械混掺于基体材料中的硬质颗粒引起的强化。两者的区别是沉淀强化中沉淀相和基体有化学交互作用，而弥散强化沉淀相和基体无化学交互作用。 高温合金是指以铁、镍、钴为基，能在600℃以上的高温及一定应力作用下长期工作的一类金属材料；并具有较高的高温强度，良好的抗氧化和抗腐蚀性能，良好的疲劳性能、断裂韧性等综合性能。高温合金为单一奥氏体组织，在各种温度下具有良好的组织稳定性和使用可靠性， 高温合金产品图片融品科技提供 基于上述性能特点，且高温合金的合金化程度较高，又被称为“超合金”，是广泛应用于航空、航天、石油、化工、舰船的一种重要材料。按基体元素来分，高温合金又分为铁基、镍基、钴基等高温合金。铁基高温合金使用温度一般只能达到750~780℃，对于在更高温度下使用的耐热部件，则采用镍基和难熔金属为基的合金。镍基高温合金在整个高温合金领域占有特殊重要的地位，它广泛地用来制造航空喷气发动机、各种工业燃气轮机最热端部件。若以150MPA-100H持久强度为标准，而目前镍合金所能承受的最高温度〉1100℃，而镍合金约为950℃，铁基的合金〈850℃,即镍基合金相应地高出150℃至250℃左右。所以人们称镍合金为发动机的心脏。目前，在先进的发动机上，镍合金已占总重量的一半，不仅涡轮叶片及燃烧室，而且涡轮盘甚至后几级压气机叶片也开始使用镍合金。与铁合金相比，镍合金的优高温合金概述
铸造合金及熔炼思考题要点
合金的铸造性能(严选内容)
铝合金铸造工艺
Incoloy MA956铸造高温合金
铸造铝硅合金特性和分类
南昌大学铸造复习参考题
铸造铝合金缺陷及分析
产生原因： 1．冒口补缩作用差 2．炉料含气量太多 3．内浇道附近过热 4．砂型水分过多，砂芯未烘干 5．合金晶粒粗大铸造Al-50Si合金组织和性能变化
各种铸造铝合金牌号的主要特点及应用
K417镍基铸造高温合金材料报告
3.2 铁碳合金的基本组织与性能
铝合金铸造技术篇
铸造高温合金发展的回顾与展望
铁碳合金成分组织性能之间的关系
高温合金基础知识