ZL102合金鑄造性能優(yōu)良，耐磨性、抗蝕性、耐熱性好，廣泛應(yīng)用于壓鑄件或要求耐蝕、耐磨和承受中小載荷的薄壁、復(fù)雜鑄件。但是，該合金熱處理強(qiáng)化效果小，力學(xué)性能不高，必須進(jìn)行變質(zhì)處理。Fe是鑄造鋁硅合金中的主要雜質(zhì)元素。在鑄造鋁硅合金中，F(xiàn)e以脆性的金屬間化合物存在，如α-Fe、β-Fe等。隨著合金含鐵量的增加，特別是針狀β-Fe相的形貌粗化和數(shù)量增多，會(huì)導(dǎo)致鑄造鋁硅合金力學(xué)性能的大幅下降。因此，含鐵鋁硅合金也需要對(duì)其中的針狀鐵相進(jìn)行有效的變質(zhì)處理。
已有的研究表明，加入合金元素Sr、Mn可以改善含鐵鋁硅合金中鐵相的形貌，提高其力學(xué)性能。但是，對(duì)于ZL102在不同的含鐵量情況下，通過(guò)Sr、Mn復(fù)合變質(zhì)后的力學(xué)性能的相關(guān)研究較少。
因此，本文對(duì)在ZL102合金中添加不同含量的Fe、Mn和Sr元素下的力學(xué)性能進(jìn)行研究，分析不同加入量的Sr、Mn元素對(duì)含鐵ZL102合金的變質(zhì)作用效果，以期為擴(kuò)大ZL102合金的應(yīng)用范圍和高鐵鋁硅合金廢料的循環(huán)利用提供參考。
ZL102合金成分為12wt%Si，余為Al。Si、Fe、Sr和Mn元素分別以Al-20wt%Si、Al-10wt%Sr、Al-20wt%Fe和Al-10wt%Mn中間合金錠加入，用99.99wt%純鋁調(diào)整合金的含鋁量。試驗(yàn)主要設(shè)備為SG-75-12坩堝電阻爐(內(nèi)置石墨坩堝，配DRZ-9型調(diào)節(jié)式測(cè)溫控制儀)，Olympus-BHM363U型攝影金相顯微鏡和INSTRON5882電子萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)。
在本試驗(yàn)范圍內(nèi)，F(xiàn)e的加入量對(duì)鋁硅合金力學(xué)性能響最大，Mn的次之，Sr的最小。復(fù)合添加適量的Mn、Sr元素，能有效中和Fe含量增加所帶來(lái)的不利影響，大大提高合金的力學(xué)性能。本研究的最佳錳鐵比應(yīng)為ωMn/ωFe＝1.1~1.3，同時(shí)Sr的最優(yōu)加入量為0.12wt%。