NGHIÊN CỨU SỰ HÌNH THÀNH TỔ CHỨC HỢP KIM TRÊN CƠ SỞ AlFeSi NGUỘI NHANH VỚI SỰ CÓ MẶT CỦA Mn VÀ ĐẤT HIẾM

Tóm tắt

Hợp kim Al-Si là loại hợp kim được sử dụng rộng rãi nhất trong các loại hợp kim Al do có cơ tính cũng như tính đúc tốt. Tuy nhiên sự tồn tại của pha liên kim b-Al₅FeSi trong hợp kim này là rất có hại và cần được thay thế bởi pha a-Al₈Fe₂Si hình dáng chữ Trung Quốc ít có hại hơn hoặc bằng pha AlFeSiMn phức tạp hơn nhưng gọn hơn. Vấn đề có thể được giải quyết bằng cách bổ sung Mn hoặc các nguyên tố đất hiếm, hoặc bằng cách tăng tốc độ nguội. Để tiến hành thực nghiệm, 1,5 kg vật liệu có thành phần Si: 1,94%, Mn: 4,1%, Fe: 1,04%, Al al. được nấu trong lò điện trở, khử khí bằng cách thổi Ar trong vòng 2 phút, sau đó được rót vào khuôn đồng hút chân không để đúc các mẫu có chiều dày 1, 3 và 6 mm với tốc độ nguội cao, có thể lên tới 10³ K/s. Với sự có mặt của Mn các pha liên kim chứa sắt có hại như b-Al₅FeSi được thay thế một phần bởi pha liên kim 4 cấu tử AlMnFeSi do các nguyên tử Fe bị các nguyên tử Mn thay thế. Tốc độ nguội cao cản trở quá trình khuếch tán Si từ kim loại lỏng vào pha a-Al₈Fe₂Si chữ Trung Quốc và giữ nó ổn định ở nhiệt độ thường. Việc bổ sung các nguyên tố đất hiếm có thể làm thay đổi hình thái của pha b-Al₅FeSi và làm cho chúng nhỏ mịn hơn rất nhiều nhờ cơ chế “đầu độc”. Kết quả là pha b-Al₅FeSi có hại hoặc là hoàn toàn vắng mặt, hoặc bị vỡ vụn thành những mảnh nhỏ, hứa hẹn cải thiện đáng kể các tính chất cơ học của hợp kim.