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【2h】

Effects of Solidification Cooling Rate on the Microstructure and Mechanical Properties of a Cast Al-Si-Cu-Mg-Ni Piston Alloy

机译：凝固冷却速率对铸造Al-Si-Cu-Mg-Ni活塞合金组织和力学性能的影响

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The effects of cooling rate 0.15, 1.5, 15, 150, and 1.5 × 105 °C/s on the microstructures and mechanical properties of Al-13Si-4Cu-1Mg-2Ni cast piston alloy were investigated. The results show that with an increase of solidification cooling rate, the secondary dendrite arm spacing (SDAS) of this model alloy can be calculated using the formula D = 47.126v − 1/3. The phases formed during the solidification with lower cooling rates primarily consist of eutectic silicon, M-Mg2Si phase, γ-Al7Cu4Ni phase, δ-Al3CuNi phase, ε-Al3Ni phase, and Q-Al5Cu2Mg8Si6 phase. With the increase in the solidification cooling rate from 0.15 to 15 °C/s, the hardness increased from 80.9 to 125.7 HB, the room temperature tensile strength enhanced from 189.3 to 282.5 MPa, and the elongation at break increased from 1.6% to 2.8%. The ε -Al3Ni phase disappears in the alloy and the Q phase emerges. The δ phase and the γ phase change from large-sized meshes and clusters to smaller meshes and Chinese script patterns. Further increase in the cooling rate leads to the micro hardness increasing gradually from 131.2 to 195.6 HV and the alloy solidifying into a uniform structure and forming nanocrystals.
机译：研究了冷却速率0.15、1.5、15、150和1.5×105°C / s对Al-13Si-4Cu-1Mg-2Ni铸造活塞合金的组织和力学性能的影响。结果表明，随着凝固冷却速度的增加，可以使用公式D = 47.126v-1/3计算该模型合金的二次枝晶臂间距（SDAS）。在凝固过程中以较低的冷却速率形成的相主要由低共熔硅，M-Mg2Si相，γ-Al7Cu4Ni相，δ-Al3CuNi相，ε-Al3Ni相和Q-Al5Cu2Mg8Si6相组成。随着凝固冷却速率从0.15提高到15°C / s，硬度从80.9 HB增加到125.7 HB，室温拉伸强度从189.3 MPa增加到282.5 MPa，断裂伸长率从1.6％增加到2.8％。 。 ε-Al3Ni相在合金中消失，而Q相出现。 δ相和γ相从大型网格和簇变为较小的网格和中文脚本模式。冷却速率的进一步提高导致显微硬度从131.2 HV逐渐增加，合金凝固成均匀的结构并形成纳米晶体。

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