方 亮，陈志国， ，白月龙，张洪博，张海筹（. 中南大学 材料科学与工程学院，长沙 40083；. 湖南人文科技学院 机电工程系，娄底 47000；3. 北京有色金属研究总院，北京 00088；4. 湖南文昌科技有限公司，娄底 47000）

半固态高硅铝合金的热力学模拟

方 亮1，陈志国1， 2，白月龙3， 4，张洪博1，张海筹2
（1. 中南大学 材料科学与工程学院，长沙 410083；
2. 湖南人文科技学院 机电工程系，娄底 417000；
3. 北京有色金属研究总院，北京 100088；
4. 湖南文昌科技有限公司，娄底 417000）

采用基于CALPHAD法的热力学模拟对Al-xSi-yCu-zMg半固态高硅铝合金进行合金成分的优化设计。实验以元素Si、Cu、Mg为因变量，对Al-Si-Cu-Mg四元高硅铝合金进行热力学模拟，并用DSC测试分析验证模拟结果，对合金成分进行了优化。结果表明：Cu、Mg是合金设计的两个关键元素，能显著影响液相体积分数对温度的敏感度以及温度间隔，而Si元素对其影响较小。结合半固态合金热力学设计判据，Al-17Si-4.5Cu-1.5Mg、Al-17Si-5Cu-1Mg和Al-17Si-4Cu-2Mg是较理想的半固态触变成形用高硅铝合金。

高硅铝合金；CALPHAD方法；半固态触变成形

金属半固态触变成形是一种新型近净成形工艺，可以实现复杂零件的成形。与传统铸造相比，触变成形后的零件具有更加优异的机械性能，而与锻造技术比成形力小，可大大提高模具的使用寿命［1−3］。然而现阶段触变成形还局限于传统铸造铝合金，无法满足工业生产对材料性能多样性的需求。新近研究结果表明［4−6］，含高硅的过共晶铝硅合金具有耐磨性好、热膨胀系数低以及耐蚀性和铸造性能好的独特优点，可广泛应用于汽车、航空航天等领域。……