稀土变质消除铝合金压铸件中硬质点

初生硅和AlSiMnFe金属间化合物是造成铝合金压铸件中硬质点区域的主要因素 ,常规钠盐变质不能细化初生硅和Fe相 ,含有一定比例La ,Ce ,Pr ,Nd和Yb的特殊配制的稀土合金不仅能细化共晶硅 ,而且能细化初生硅并改善Fe相形貌。其中初生硅可细化到小于 10 μm ,因此能有效消除铝合金压铸件中的硬质点区域     

稀土变质消除铝合金压铸件中硬质点

初生硅和AlSiMnFe金属间化合物是造成铝合金压铸件中硬质点区域的主要因素,常规钠盐变质不能细化初生硅和Fe相,含有一定比例La,Ce,Pr,Nd和Yb的特殊配制的稀土合金不仅能细化共晶硅,而且细化初生硅并改善Fe相形貌,其中初生硅可细化到小于10μm,因此能有效消除铝合金压铸件中的硬质点区域。     

铸造铝硅合金细化变质处理的研究进展

综述了当前铝硅合金细化变质剂及其细化变质机理的研究进展。采用磷、硫、稀土、锶、钠、碳等进行双重细化变质处理过共晶铝硅合金已取得了良好的效果。亚共晶铝硅合金的变质元素除钠以外 ,还有锶、碲、钡、锑、钾、稀土、硼、硫等。其中 ,应用较多的是含钠和锶的变质剂。近年来 ,国内外两种较公认的变质机理是孪晶凹谷机制(TPRE)和界面台阶机制。     

过共晶铝硅合金的细化变质处理

用磷、硫和混合稀土对过共晶铝硅合金进行了细化变质处理。细化变质处理结果表明，用磷、硫和混合稀土进行细变质，其效果比用磷和硫或磷和混合稀土细化变质的效果还好。前者初晶硅颗粒等效直径平均值为１２．２８μｍ，后两者分别为１５．２８μｍ和２０．０３μｍ。文中还叙述了用磷、硫和混合稀土细化变质过共晶铝硅合金的工艺过程和条件。     

过共晶铝硅合金变质处理的研究进展

综述了过共晶铝硅合金变质处理及其细化变质机理的研究进展.采用含磷化合物或含磷合金等细化变质处理过共晶铝硅合金中的初晶硅已取得了良好的效果;变质元素Na、Sr、Ba、Te、Sb、S、Y、Ca、Bi、As、Ce、Nd、RE等元素对共晶硅具有较好的细化变质作用;近年来,同时添加磷和混合稀土复合变质剂,既能细化初晶硅,又能细化共晶硅.寻求具有良好双重变质效果的复合变质剂,深入探讨变质机理已成为今后努力的方向.     

稀土对AlSi7合金半固态性能的影响

利用近液相线浇注工艺制备了稀土AlSi7合金半固态坯料,研究了添加一定量混合稀土对铝硅合金铸造性能及半固态坯料重熔性能的影响.实验表明,加入稀土拓宽了AlSi7合金的固-液两相温度区间,细化了铝合金晶体组织,硅产生明显变质;稀土的添加最为0.5wt%效果较好,半固态坯料重熔组织为细小均匀的球状晶.     

LaCe混合稀土对过共晶A390合金微观组织和力学性能的影响

采用LaCe混合稀土对过共晶A390合金进行变质处理,并对变质前后合金的微观组织和力学性能进行测试。研究结果表明0.5%的LaCe混合稀土能够有效细化合金组织,经过变质处理后初生硅尺寸由40～60μm减小到10～30μm。X射线衍射分析结果表明变质后的合金有新相生成。变质后合金的抗拉强度从168 MPa提高到232 MPa,伸长率从0.25%提高到1.32%。     

铝硅合金的振动变质研究

研究了超声振动对铝硅合金的变质作用,结果表明：功能超声能提高液相形核率,抑制Ｓｉ相长大;空化效应能打断生长中的硅晶体,改变硅的形态和分布,减小其对基体的削弱作用,超声变质是细化合金组织,提高合金性能的有效途径。     

La对氟盐法制备Al-Ti-B-La反应机理及其细化效果的影响

利用氟盐法制备Al-5Ti-1B和Al-5Ti-1B-1La中间合金,对比分析稀土La添加对合成反应速率、第二相粒子的形态及物相组成的影响,并对比研究中间合金对纯铝和Al-8Si合金的细化效果。结果表明:添加稀土La元素会加速氟盐反应的进行,有利于Ti、B元素的吸收;稀土La可以有效地细化Al_3Ti相,并与其反应生成细小弥散分布的Al_(20)Ti_2La相,同时减弱TiB2相聚集成团的倾向,在细化纯铝过程中表现出更优异的细化长效性;在细化Al-8Si合金过程中,Al-5Ti-1B-La中间合金中所存在的大量细小弥散的第二相形核粒子可以有效地细化铝基体,同时Al_(20)Ti_2La相熔解所释放的稀土La原子还可以对硅相产生变质细化作用,表现出较强的细化效果。     

熔体温度处理及变质对Al-20%Si合金凝固组织的影响

采用熔体温度处理(包括熔体混合及过热处理)工艺研究Al-20%Si(质量分数)合金凝固组织,并结合化学变质法进一步细化初生硅相。结果表明,当熔体经混合后过热至900℃时,初生硅的尺寸约为34μm;添加变质剂后再进行熔体混合可以使Al-20%Si中的初生硅相进一步细化,特别是在Al-10%Si和Al-30%Si中分别添加0.2%Al-5Ti-C-3Ce和0.4%Cu-10%P后,再进行熔体过热处理,合金中的初生硅呈小块状弥散分布,且尺寸在10μm以下,材料基体呈现出典型的复合材料特征。熔体温度处理与添加化学变质剂方法对初生硅相有显著的多重变质细化作用;在熔体混合时α(Al)的重新熔化和熔体化学键的重组,增大了合金液在凝固时的过冷度,使初生硅相得到细化;对混合熔体再进行过热处理时,混合熔体中的Si相发生熔断、增殖,从而使合金中初生硅相得到进一步细化。添加细化剂或变质剂会明显增强熔体温度处理对Al-Si合金中初生硅的细化效果。     

Sr、B、Zr复合变质对Al-30Si组织和性能的影响

常规铸造的过共晶铝硅合金中初生硅粗大,共晶硅呈针片状,α塑性相不多。复合变质可以在一定程度上解决这些问题,但各类变质剂的变质效果不一。本文通过正交试验研究了Sr-B-Zr联合细化变质对Al-30Si合金的显微组织、硬度及抗拉强度的影响。结果表明,该联合变质剂能细化初生硅和共晶硅,使α相大量增多。影响合金抗拉强度的主要因素为Zr,最佳变质剂组合为0.06%Sr、0.03%B、0.06%Zr,合金抗拉强度可提高49.98%。影响合金硬度的主要因素为B,最佳变质剂组合为0.01%Sr、0.01%B、0.01%Zr,合金硬度可增加2倍。     

富铈混合稀土对再生铝硅合金组织和性能的影响

采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDX)和差分扫描量热仪(DSC)等手段研究了富铈混合稀土对再生铝硅合金显微组织和力学性能的影响。结果表明:富铈混合稀土能够明显细化合金晶粒,能将粗大的汉字状α-Fe变质为细小的形状,还生成了新的富稀土相。当富铈混合稀土添加量1%(质量分数)时,综合力学性能最佳。     

稀土对Al-Si-Cu-Mg合金组织和性能的影响

微量稀土对Al-Si-Cu-Mg铸造合金的影响是多方面的,除具有细化初生α-Al相颗粒外,还能对共晶硅相起变质作用,显著提高合金的力学性能.随着合金中稀土含量的增加,稀土元素在合金中的存在形式发生变化.稀土元素能够与合金中的多种元素形成化合物,当含量过量时会有一些富稀土元素的粗大块状多元相和纯稀土质点出现.微量稀土能够影响合金的时效过程,稀土的加入能提高合金峰时效硬度,减小Al-Si-Cu-Mg合金的时效速度,推迟合金时效硬化峰的到来,延缓合金的过时效软化.     

变质和细化工艺对原位Mg_2Si/Al复合材料组织与性能的影响

在原位Mg2Si/Al复合材料中,通过添加稀土Ho、P、混合稀土、Ca对Mg2Si相进行变质(细化)处理,观察变质(细化)前后材料的组织与力学性能变化,确定合适的变质(细化)剂。结果表明:经不同变质剂变质处理后,材料中初生Mg2Si相尺寸都有所减小,变质效果依次为:稀土Ho变质P和混合稀土复合变质P或混合稀土单一变质Ca细化。经稀土Ho变质处理后,初生Mg2Si相转变为不规则的块状或长棒状,共晶Mg2Si变成纤维状,聚集在初生Mg2Si相周围,初生Mg2Si相尺寸达到16μm左右;经稀土Ho处理后,该合金的力学性能有所提升,抗拉强度提升至180 MPa以上,硬度提升至84HB以上。     

代铜用硅相增强铸造锌铝复合材料的研究

选择多种成分的锌铝合金，以硅为增强相，扩大硅的成分范围，采用复合钠盐和稀土混合物对合金中的硅进行变质处理，测定试验合金的冲击韧度、硬度、抗拉强度、耐磨性以及高温耐磨性等力学性能，探讨钠盐和稀土对锌铝硅合金中硅的变质机制，优选综合力学性能较好的试样进行高温磨损测试，并观察其显微组织。结果表明，锌铝合金中加入硅相并进行复合变质后，其综合力学性能进一步提高，这归功于硅相的骨架作用。     

ZL102铝硅合金的脉冲电变质处理及其对力学性能的影响

对比分析了四种铸造工艺条件对ZL102铝硅合金砂型铸件凝固微观组织和拉伸性能的影响.研究结果表明:脉冲电流对铝硅合金中的α相细化效果显著,细化程度甚至优于Al-5%Ti细化剂的细化作用;脉冲电流可对共晶硅起到一定的变质作用,但是效果不如钠盐变质作用;脉冲电流与少量添加晶粒细化剂、变质剂的复合作用,可以细化凝固组织,改善铸件的力学性能.     

Al-Si-P中间合金对Al-25%Si合金变质细化机理研究

采用Al-Si-P中间合金对Al-25%Si合金熔体进行变质处理,研究了P含量和变质温度对初生硅尺寸和形态的影响规律。利用金相显微镜、扫描电子显微镜观察了硅相和AlP化合物的形态,X射线衍射仪测定了变质细化合金的衍射图谱和择优取向。利用最小二乘法计算了硅相的点阵常数。结果表明,当加热温度为880℃、保温时间为30 min时,在Al-25%Si合金熔体中加入0.07%P可以将初生硅相细化至50μm以下。其相关细化机理为,一方面Al-Si-P中间合金内生的AlP化合物在熔体中溶解后重新析出,增加了异质形核的核心,使晶粒细化。另一方面,P变质使初生硅相晶面间距和点阵常数增大,生长过程中的择优分布消失,抑制了晶粒长大,使晶粒尺寸减小。但随着P添加量增加以及变质温度的升高,熔体中的AlP化合物溶解度增大,不利于晶粒细化。     

稀土复合变质处理对Al-Si合金性能的影响

采用Ce-La复合稀土对Al-20%Si合金进行变质处理,考察了稀土复合变质对Al-Si合金力学性能、耐磨性能的影响,研究了冷却速度对合金力学性能的影响。结果表明:Ce-La复合变质剂对Al-20%Si合金具有双变质作用,当稀土Ce的添加量为0.5%,La的添加量为0.6%时,Al-Si合金的力学性能最好,抗拉强度和伸长率分别为268.5 MPa、0.52%;Ce-La复合变质剂能细化合金,提高合金耐磨性;稀土共晶硅对冷却速度一定程度上较为敏感,冷却速度的提高可以有效细化合金。     

复合变质剂加入顺序对过共晶铝硅合金组织的影响

研究了磷、稀土复合变质剂的加入顺序对过共晶Al-24%Si合金的影响,同时探讨了复合变质机制.试验分析表明:先加入磷,后加入稀土复合变质的合金比先加人稀土,后加入磷复合变质的合金细化效果更为明显,变质后合金初晶硅的平均尺寸由80μm细化为25μm,形状较统一,为板块状分布,共晶硅由珊瑚状细化为短杆状.     

新型团球硅相增强锌铝合金的研究

选择多种成分的锌铝合金,以硅为增强相,扩大硅的成分范围,采用复合钠盐和稀土混合物对合金中的硅进行变质处理,测定试验合金的力学性能和常温、高温耐磨性,优选综合力学性能较好的试样,进行离心铸造、轴瓦抱轴和高温磨损测试,观察其显微组织。结果表明,锌铝合金中加入硅相后,其综合力学性能进一步提高,采用钠盐和稀土混合变质,两者的变质作用互相促进。根据离心铸造测试结果,建议转速在500~600 r/min之间为好,硅相的浓度分布是从铸件外层到内壁逐渐增大,优选合金的使用温度比ZA27合金明显提高,这归功于硅相的骨架作用。