初晶硅的遗传特性及其溶解动力学

将Al-21%Si(质量分数)合金在750~1 200℃分别重熔保温20、40、60、80、100和120 min后铜模快冷及重熔保温120 min后空冷,采用光学显微镜观察分析合金中初晶硅形态与尺寸的变化,对Al-21%Si合金中的初晶硅的溶解动力学进行分析。结果表明:过热温度越高,初晶硅尺寸越细小。在铜模快凝条件下,在750和850℃重熔时,保温时间对初晶硅颗粒尺寸的影响较大;在950~1 200℃重熔时,保温时间对初晶硅颗粒尺寸基本没有影响。当合金空冷时,即使过热温度足够高也不能获得细小的初晶硅组织,较高的过热温度和较快的冷却速度有利于消除过共晶铝硅合金中粗大初晶硅的遗传现象和获得细小的初晶硅。短时重熔实验和溶解动力学分析表明,当合金在1 200℃重熔并保温7~10 min后就可以使Al-21%Si合金中的初晶硅基本溶解。当重熔温度为950℃时,需要保温1.4~1.7 h才能使初晶硅得到溶解。     

热扩散处理对Al-Si合金共晶硅的细化及其摩擦性能的影响

研究在不同的热扩散温度和保温时间下过共晶Al-18%Si合金中共晶硅形貌的演变过程.结果表明,热扩散温度分别为400、450和500 ℃,保温时间为3 h时,随热扩散温度的升高,铸态Al-18%Si合金中粗大针片状共晶硅向短棒状或粒状转变的速度加快;另外,当热扩散温度为400 ℃,保温时间依次为3 h、6 h 和9 h,随着保温时间的延长,粗大针片状的铸态共晶硅逐渐向圆整度较高的粒状转变,且共晶硅颗粒尺寸小于2 μm,当保温时间达到12 h时,出现了共晶硅颗粒的粗化,部分颗粒的尺寸达到4 μm.通过摩擦系数的测定,发现共晶硅颗粒越细小圆整,摩擦系数越小.     

超声波处理对过共晶Al-20%Si合金组织的影响

采用高能超声波对Al-20%Si合金进行熔体处理,研究超声波处理对Al-20%Si合金微观组织形貌的影响.控制Al-20%Si合金熔体温度在620～680℃之间时,研究合金凝固组织随熔体温度和超声波处理参数的变化规律.结果表明,随着导入超声波输出功率的增大和处理时间的延长,Al-20%Si合金的初晶硅形貌由粗大的板片状逐渐变成细小的球状颗粒;超声波处理熔体的温度控制在660℃左右时.可以获得最佳的效果,初晶硅的尺寸细小、圆整度高、分布均匀.     

过热温度和时间对Al-21%Si合金凝固组织的影响

将0.5 g初始铸态Al-21%Si合金真空封装于14 mm的石英管中,分别在750、800、850和900℃温度下重熔并保温不同时间后水冷,采用光学显微镜分析Al-21%Si合金凝固组织。结果表明:Al-21%Si合金在750～850℃重熔保温20 min后初晶硅比初始铸态合金中的更大,但随着重熔温度的升高,初晶硅的颗粒尺寸逐渐减小,900℃温度下重熔时效果最好;在750℃重熔后初晶硅反而变粗,保温时间对初晶硅颗粒的尺寸影响不明显;在相对较慢的石英管水冷条件下,Al-21%Si合金中的共晶硅比初始铸态组织中的共晶硅更加细小;在750～900℃温度范围内保温不同的时间后,初晶硅的颗粒尺寸基本在25～43μm范围内波动;在800、850和900℃保温时均出现了不同生长程度的五瓣星形初晶硅组织。     

准共晶铝硅合金半固态坯料重熔加热时的组织演变

以Al-10Si-3Cu-1Mg准共晶铝硅合金为研究对象,采用低温铸造法制得半固态淬火坯料,研究坯料重熔加热温度和保温时间对组织演变的影响.结果表明,提高加热温度或者延长保温时间,可使准共晶铝硅合金中共晶硅由铸态坯料显微组织的条状、蠕虫状及网状转变为球状或块状,网状被打开直至长成粗大的球状;共晶α相与初生α-Al相合并、长大成完全的非枝晶组织.准共晶铝硅合金坯料半固态加热重熔的最佳工艺参数为:558℃保温40 min或568℃保温20 min,既可使初生α-Al相完全非枝晶化,又可使共晶硅转变为小的粒状.     

熔体超声处理对Al-Si合金组织和力学性能的影响

利用超声处理器对Al-Si合金熔体进行处理,研究超声功率对Al-12Si-4Cu-3Ni-Mg合金显微组织与力学性能的影响,并分析其作用机理。结果表明:合金熔体超声处理后,铸态组织中初晶硅相由粗大多边形变成细小且均匀分散的颗粒,α-Al细小圆整,富铁相由粗大的十字状转变为细小的块状;当熔体处理温度720℃、超声功率1.5k W、处理时间2 min时,合金的350℃抗拉强度和伸长率分别为110 MPa和5%,是未经超声处理的1.33倍和1.67倍;随超声功率的增加,初晶硅尺寸逐渐减少并呈线性关系;超声处理提高了Al-Si合金熔体凝固过程中初晶相、共晶相的析出温度,细化了合金组织。     

热处理对Mg-16.5%Ca合金组织的影响

采用金相显微镜、X射线衍射仪研究热处理对Mg-16.5%Ca合金组织的影响。结果表明:Mg-16.5%Ca合金铸态和热处理后的相组成均为α-Mg和Mg2Ca;Mg-16.5%Ca合金经过热处理,随加热温度的升高及保温时间的延长,共晶组织逐渐颗粒化;在本试验条件下,Mg-16.5%Ca合金经480℃保温24 h后,共晶组织呈颗粒状并均匀分布于α-Mg基体上。Mg-16.5%Ca合金热处理过程中,随温度的升高及保温时间的延长,使原子扩散加快,促进共晶组织粒状化。     

SIMA法制备7A04合金半固态触变组织的演化

研究了二次加热工艺参数对SIMA法制备7A04合金半固态触变组织的演化规律.结果表明:随着加热温度的升高和保温时间的延长,晶粒的形状逐渐趋于球形.当加热温度低于610℃时,晶粒尺寸不断长大,而后逐渐减小.在保温的初始阶段,共晶液相没有完全浸润晶粒边界,晶粒的聚结长大处于主导地位.当保温时间达到4min左右时,共晶液相几乎充满了所有的晶界,Ostwald长大扩散机理处于主导地位.晶粒长大规律符合动力学方程.     

热处理工艺对一种新型铸造镍基高温合金的组织和性能影响

通过改变固溶热处理温度、保温时间和固溶后冷却方式,研究了不同固溶热处理工艺对一种新型铸造高温合金组织和性能的影响.结果表明,将合金在不同温度固溶处理2 h后空冷,合金在760℃,660 MPa和980℃,180 MPa条件下的持久寿命随热处理温度的升高先升高而后降低;固溶处理温度为1220℃时,760℃,660 MPa条件下的持久寿命达到最高;固溶处理温度为1180℃时,980℃,180 MPa条件下的持久寿命最高;当热处理温度从1120℃升高到1220℃时,拉伸强度随温度升高而增加,继续升温到1240℃,拉伸强度下降.当固溶热处理温度为1120℃,处理时间在2-8 h范围内变化时,合金在760℃,660 MPa条件下的持久寿命随时间延长而降低,而在980℃,180 MPa条件下的持久寿命随处理时间延长而升高;当热处理时间为2和4 h时,拉伸强度较高;延长到6和8 h时,拉伸强度下降.当冷却方式不同时,合金持久性能也发生变化.γ′相和γ/γ′共晶组织在尺寸、形态、分布和数量上的变化是导致合金力学性能变化的关键因素.     

熔体过热处理对Mg_2Si/Al-Si复合材料显微组织的影响

通过原位反应制备Mg_2Si增强Al基复合材料,研究熔体过热处理温度和保温时间对Mg_2Si/Al-Si复合材料组织与性能的影响,确定最佳的工艺参数。结果表明:在本实验条件下,熔体过热处理的最佳工艺为820℃保温30 min,初生Mg_2Si接近于球状,平均晶粒尺寸为17μm,共晶Si由粗大的枝晶状变成细小的颗粒状,共晶Mg_2Si由汉字状变成短棒状,分布较均匀。未进行保温处理时,初生Mg_2Si的晶粒尺寸随着过热温度的提高而减小;过热温度低于870℃时,初生Mg_2Si的晶粒尺寸随保温时间的延长而减小;过热温度高于870℃时,初生Mg_2Si晶粒尺寸随保温时间的延长而急剧增大。