通过微量锡诱导形成高数量密度分散相来提高Al-Si铸造合金的高温蠕变抗力

《Materials Advances》：Improving high-temperature creep resistance in Al-Si cast alloy by trace Sn-induced high number density dispersoids

Al-Si合金中微量Sn的添加结合非等温热处理可有效细化Si和Mn dispersoids，平均尺寸减少28%，数量密度提升2.4倍，使300℃/25MPa下的最小二次蠕变速率降低74.1%，同时抑制Mn dispersoids粗化。

　　

王瑞|陈浩|王东涛|长海美美|史浩|张明贺|吴子斌|张小祖|王鹏飞|高东升|张波

中国江苏省苏州市苏州大学高性能金属结构材料研究所，邮编215021

摘要

作为Al-Si铸造铝合金中重要的强化相，亚微米级分散体目前仍缺乏有效的细化方法来提高其数量密度。在本研究中，我们在Al-7%Si-0.5%Mn铸造合金中添加了微量Sn，并采用非等温热处理技术同时细化Si和Mn含量的分散体。该方法使它们的平均尺寸降低了28%，同时使分散体的总数量密度提高了2.4倍，从而在300°C/25 MPa条件下，合金的二次蠕变率比不含Sn的合金低74.1%。微量Sn通过结合更多空位为Si沉淀提供更多的成核位点，而高密度的Si沉淀则促进了高温下Mn含分散体的析出。此外，在500°C下保温6小时后，含Sn合金中Mn含分散体的粗化程度仅为4.9%。本研究阐明了微量Sn增强Al-Si铸造合金中分散体析出的机制，并为开发具有高温抗蠕变性能的铸造铝合金提供了新的设计策略。