為了保證試驗數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，A356.2鋁合金在石墨模具和銅模具的冷卻速率測試分別進行了30次。取其平均值，得到的平均溫度數(shù)據(jù)。根據(jù)文獻，共晶Si的凝固溫度在577℃附近，因此，將其附近的數(shù)據(jù)用origin擬合，得到直線的斜率就是冷卻速率，顯示了冷卻過程中的部分?jǐn)?shù)據(jù)。
石墨模具和銅模具澆注得到的A356.2鋁合金的凝固組織。可以看出，使用石墨模具澆注的合金金相組織中α-Al基體較粗大，經(jīng)銅模具鑄造的A356.2合金金相組織細(xì)化明顯，具有典型的金屬型鑄造組織形態(tài)：發(fā)達的α-Al枝晶，二次枝晶間距較小，不規(guī)則的短纖維狀的共晶硅顆粒均勻分布在α-Al基體上。測量結(jié)果表明前者的二次枝晶間距和共晶Si帶寬度分別約為20μm和10μm，而后者的僅約為8μm和4μm。
不同模具鑄造的A356.2合金鑄錠的掃描圖，從圖中可以清楚看出不同冷卻速率對共晶硅形貌的影響。在A356.2合金得到良好細(xì)化變質(zhì)的前提下，石墨模具澆注的金相組織中共晶硅大部分短桿狀，而銅模具澆注的金相組織中球（粒）狀共晶硅明顯增多，更加細(xì)小，長徑基本上1.5μm左右。
研究表明，冷卻速率的不同會引起Al-Si合金液相前沿Si濃度的變化導(dǎo)致凝固后的組織形態(tài)的改變。A356.2合金屬多元亞共晶Al-Si合金，共晶凝固生長按耦合生長模型進行。銅模具鑄造時，冷卻速度大，優(yōu)先形核長大的α-Al枝晶將硅原子快速推向凝固界面前沿，此時，共晶硅的生長受到濃度分布和α-Al枝晶的共同制約，只能以孿晶方式生長，zui終形成短纖維狀或短棒狀。
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南京寧博儀器分析有限公司
2015.11.28
