梁新理　黄大贺　王金国　刘玲卓　付璟璟

摘 要：研究了Mn对过共晶铝硅合金中富铁相的影响，对比了铸态下Al-16Si和经过Mn变质后的Al-16Si-2Fe在不同温度下的摩擦磨损行为，总结了基体合金和新型过共晶铝硅合金的干摩擦磨损机理。

关键词：过共晶铝硅合金；富铁相；摩擦磨损试验机；干摩擦

中图分类号：TG292 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.21.012

1 概述

基于汽车轻量化的要求，过共晶Al-Si合金缸套的使用已经成为发展趋势，其具有质量轻、热导率大、与新型的铝合金缸体和活塞的热胀系数更匹配等优点。德国等已经用喷射沉积法批量生产了共晶铝硅合金缸套，并成功应用于“全铝发动机”。而国内主要采用铸造法生产过共晶合金缸套。缸套在高温下的磨损失效是其主要失效形式，因此，考虑添加Fe元素以提高其高温磨损性能。但Fe的加入具有两重性，一方面会在铸造过共晶Al-Si合金中形成粗大的富铁相割裂基体，使合金的耐磨性下降；另一方面，合金中形成的富铁相会提高其高温稳定性。所以，本文采用中和元素Mn细化过共晶Al-Si-Fe合金中的粗大富铁相。

研究表明，不同的Mn/Fe质量比合金中地富铁相形貌不同。本文在实验中发现，向过共晶Al-16Si-2Fe合金中加入Mn后，随着Mn含量的增加，组织中粗大的长针状富铁相开始消失，逐渐变为细小的枝晶状和粒状。随着合金中的Mn含量达到2%，即Mn/Fe质量比为1∶1时，过共晶Al-16Si-2Fe合金中的富铁相全部转变为细小的枝晶状和颗粒状，Mn对合金中富铁相的细化效果最佳；进一步增大Mn含量，AlSiFeMn四元相开始长大，当Mn/Fe质量比超过1∶1，继续增加Mn含量至4%时，Mn对富铁相的细化作用几乎完全消失，合金中又会重新出现粗大的长针状四元富铁相组织。……