何 卫，王利民，李辛庚，宗立君，林玉辉，李成栋*

(1.南瑞集团有限公司(国网电力科学研究院有限公司),江苏 南京 211106;2.武汉南瑞电力工程技术装备有限公司,湖北 武汉 430415;3.国网山东省电力公司电力科学研究院,山东 济南 250002;4.青岛科技大学 材料科学与工程学院,山东 青岛 266042)

由于铝合金中的过共晶铝硅合金具有高强度(比共晶或亚共晶铝硅合金高20%～40%),耐磨性好(比共晶或亚共晶铝硅合金高25%～40%)、热膨胀系数小、耐腐蚀等优点,一直受到广泛关注[1-3]。过共晶铝硅合金的性能优化一直是各国研究学者重要的研究课题。

过共晶铝硅合金的微观组织中存在着复杂形貌的初晶硅和共晶硅。初晶硅通常呈现五瓣星形状、板片状和八面体状,共晶硅通常呈现长针状,它们严重割裂了过共晶铝硅合金的基体[4-5]。当硅的尖端及棱角部位在受到外力作用时,容易造成应力集中,导致合金的力学性能大幅度降低,尤其是合金的塑性、韧性及耐磨性等受其影响显著。这就导致过共晶铝硅合金制造的各种零部件在使用及加工过程中,会加速机械的磨损,降低机械使用寿命。为了满足工业需求,通常要对过共晶铝硅合金组织进行细化[6-7]。变质处理是目前工业最常用的细化过共晶铝硅合金的方法。王光磊等[8]通过熔体反应的方法在Al-20Si中加入SiO2粉末制备原位Al2O3/Al-20Si复合材料,发现原位反应生成Al2O3可使合金中的初晶硅细化,且随着SiO2的添加量增加,原位反应生成的Al2O3增多,初晶硅的晶粒尺寸从160～180μm减小到40～65μm,复合材料的硬度从HB 60.19提高到HB 86.69,抗拉强度从102 MPa增加到148 MPa。……