Al-Sr中间合金制备及应用的发展现状

综述了近些年来Al-Sr中间合金的发展现状，包括制备工艺，应用现状及用Al-Sr中间合金变质处理Al-Sr合金存在的问题。介绍了Al-Sr中间合金组织形态对Al-Si合金变质效果的影响，以及改变中间合金组织形态的有关工艺；近年来锶与其他元素复合变质的研究进展；其他锶合金及锶在变质其他合金方面的应用。     

Al-Sr合金变质处理的研究和应用

简介了Al-Si合金变质处理的发展过程,用Al-Sr合金对ZL104合金进行了变质试验,指出了Al-Sr合金变质剂的变质工艺参数,认为Al-Sr合金变质剂有长效性、质量稳定、操作简便、不污染环境等优点,有推广前途。     

应用Al—Sr合金变质处理的技术经济分析

Al-Sr合金是亚共晶和共晶Al-Si合金的理想变质剂,本文从变质有效期长、显著改善冶金环境、提高铸件力学性能和成品率,有重熔变质效果,降低铸件生产成本等方面,分析了应用Al-Sr 合金变质处理的技术和经济效益。     

亚共晶铝硅合金锶变质处理的孕育和衰退

通过考察A356合金变质后在静置和重熔过程中细化效果的变化,分析研究了亚共晶铝硅合金变质处理的孕育和衰退,以及合金锭预变质对变质效果的影响.结果表明,变质衰退表现为Sr含量低于某一临界值,有效期取决于初始Sr含量、熔化工艺及精炼方法等;变质处理孕育期的直接成因是中间合金释放Sr元素并与Si晶胚达到吸附平衡需要一定的时间;采用预变质合金锭,能够消除变质处理孕育期,稳定变质效果.     

Al-Ba中间合金及其对共晶Al-Si合金的变质处理

制备出一种新型的Al-Ba中间合金变质剂，并探讨了它对Al-Si合金的变质处理效果。试验结果表明，Al-Ba中间合金对共晶Si的变质效果与Al-Si合金相当，可以使共晶Si由片状变为珊瑚状，显著改善Al-Si合金的显微组织。另外，用Al-Ba中间合金与A1-P中间合金同时对Al-Si合金进行变质处理时，还可达到双重变质效果。同时，用Al-Ba中间合金时，变质持效时间比钠盐变质剂更长久，显示出较好的应用前景。     

Sr对AS41镁合金组织和性能的影响

采用复合锶盐代替传统的Al-Sr中间合金对AS41合金进行变质处理,以实现Sr对合金的变质作用.试验显示,复合锶盐变质处理时分解出的Sr离子对合金中Mg2Si有良好的变质作用,促使其由枝晶状变为均匀分布的块状,块状Mg2Si能够钉扎位错,延缓裂纹发生,使合金在拉伸时由脆性断裂过渡到韧性断裂,从而提高合金的抗拉强度和伸长率.同时,该复合锶盐具有良好的覆盖性能,能够一定程度上防止镁合金熔炼时的氧化现象.     

专利文献信息

060501一种具有共晶Al-Si组织的过共晶合金及其工艺方法，2003116776.4，2003.5.7，东华大学本发明涉及一种具有共晶组织的过共晶Al-Si合金及工艺方法。其特征在于在电解Al—Si合金中[通常Si含量为6％-12％(质量分数，下同)范围]添加Al-Si中间合金，在熔体中加入或不加入少量Sr或稀土(RE)合金或钠盐，即可获得完全共晶组织，不出现初生硅。其方法是先将电解Al-Si合金和Al-Si中间合金熔化，升温至液相线以上150℃，去气精炼。加入或不加入Al-Sr中间合金或Al-RE中间合金，搅拌均匀，静止15min，即可浇注铸件。本发明适用于要求耐磨性…     

变质剂Al-Sr中间合金的制备及其变质效果

用对掺法制备Al-Sr中间合金。试验表明，要获得锶的高实收率、锶的最佳加入温度应为780－850℃，不宜用含氯或氟的精炼剂精练，锶应以小块状加入。用自制的Al-Sr中间合金对ZL101铝合金进行变质处理，试验表明，Al-Sr中间合金能使Al-Sr合金中的硅相从粗大的针、片状转变成细小的纤维状，铝相电得到细化，变质效果长达5h。     

挤压铸造对Al-Sr中间合金性能及变质效果的影响

本研究采用金相显微镜、X射线衍射(XRD)、能谱分析及扫描电镜(SEM)等技术,对重力铸造制坯后热挤压成Al-Sr中间合金线材与挤压铸造制坯后热挤压成Al-Sr中间合金线材中Al4Sr相的微观形貌、晶粒尺寸和断口形貌进行了对比分析。试验结果表明,挤压铸造制坯后热挤压成形Al-Sr中间合金线材中的Al4Sr相呈细小颗粒状,分布均匀,等效圆半径约为25.4μm,合金伸长率达到24.74%。塑性的提高使得中间合金线材易于加工成卷。同时,挤压铸造制坯后热挤压成形的Al-Sr中间合金线材具有较短的变质孕育期,变质效果良好。     

福士科变质处理用中间合金和晶粒细化用中间合金

英国福士科公司的铝变质处理用中间合金MODALLOY~R3.5和铝晶粒细化用中间合金FINALLOY~ 51,可供我国生产中间合金的厂家参考,现介绍如下: MODALLOY3.5是对Al-Si合金作变质处理用的.AlSr3.5,以Sr(锶)对Al-Si合金变质处理.它制成条状,贮存、搬运方便,使用时无环境污染,几乎不产生渣,溶入熔体速度快,加入后即可铸造,效果延续性好.     

RE和Sr复合精变处理对A356合金冶金质量的影响

考察了RE和Sr复合处理对A356合金的精炼变质效果,以减压凝固试样密度来评定熔体中氢含量水平.试验结果表明RE和Sr的同时加入,充分发挥了两者的优越性,不仅有效改善了Sr变质处理铸件因针孔多而报废的情况,同时也得到了相当于Sr的变质效果.复合处理后合金的力学性能也达到了要求.     

Sr/P变质处理对挤压铸造Al-17.5Si合金组织与性能的影响

研究Sr和P变质对挤压铸造Al-17.5Si合金组织与力学性能的影响。试验结果显示:挤压铸造对过共晶Al-17.5Si合金的组织产生了显著的影响,共晶组织明显细化,初生Si相的数量减少并细化,同时力学性能显著提高。Sr变质后的Al-17.5Si合金在压力下凝固,共晶Si相进一步细化,变为十分细小的纤维状,合金的抗拉强度和伸长率比重力铸造分别提高了59%和328.7%。当P变质处理Al-17.5Si合金挤压铸造成形后,合金组织中却出现了大量的粗大初生Si相颗粒,使得合金的力学性能呈现了降低的趋势。由此确定,挤压铸造过共晶Al-Si合金的最佳变质处理为Sr变质,P变质不适用于挤压铸造成形的过共晶Al-Si合金。     

钠盐与Al-10Sr在Al-Si合金复合变质处理中的交互作用

通过钠盐与Al-10Sr中间合金两种变质剂的复合添加,研究了Na与Sr对Al-Si合金的复合变质,以及两种变质剂之间的相互影响。结果表明,Na和Sr在合金中同时存在对共晶硅具有协同变质作用;但是钠盐与Al-10Sr中间合金两种变质剂的复合使用会导致Na和Sr的吸收率发生变化,其中钠盐的存在会导致Sr的含量和吸收率大幅下降,而Sr的存在促进了Na的吸收,分析认为这是由于钠盐与Sr发生了反应而导致的。合金中Na与Sr的含量共同决定了变质效果,对于含Si为9%的Al-Si系合金,用10×10~(-4)%~12×10~(-4)%Na与48×10~(-4)%~87×10~(-4)%Sr复合添加使用能够获得较好的变质效果。     

不同Si/Al比和变质处理对ZA27合金中Si相形态的影响

分析了Al-Si合金中初生Si相的变化规律，并与相同Si／Al比的ZA27合金中析出的Si相作比较，提出了将Al-Si合金中对Si相的变质工艺应用到ZA27合金中，细化组织中的Si相。结果表明，在ZA27合金中Si相的变化规律与Al-Si合金中的Si相大致相同，用1．5％的Cu-P中间合金对ZA27合金进行变质处理，可获得良好的变质效果。     

Ca对共晶Al-Si合金磷变质效果的影响

利用金相和电子探针微量分析仪(EPMA)等手段研究了共晶Al-Si(ZL109)合金熔体中Ca对Al-Si合金变质效果的影响.结果表明:合金中的Ca能使P变质失效,甚至出现类似Na变质处理的效果.分析表明:Ca能与合金熔体中的P形成比AIP更稳定的CaxPy化合物,从而抑制了P变质作用的发挥;C2Cl6精炼可使CaxPy化合物分解,重新形成AlP,从而使P变质效果得以恢复.     

Sr、RE、P三元复合变质处理Al-20Si合金的工艺优化

运用正交实验法分析了Sr、RE、P变质处理工艺参数对Al-20Si过共晶铝硅合金凝固组织的影响。结果表明:Sr、RE、P三元复合变质处理对Al-20Si铝硅合金凝固组织的初生硅和共晶硅均有一定的影响。对初生硅平均尺寸而言,RE变质处理影响最大,P变质处理次之,Sr变质影响最小。初生硅平均尺寸最小的工艺参数为:Al-10Sr中间合金添加量0.6%、Al-10RE中间合金添加量9%、Al-3.5P中间合金添加量0.5%。     

Al-10Ce中间合金对ZL102合金的变质研究

用光学显微镜(OM)等分析研究Al-10Ce中间合金对ZL102共晶铝硅合金的变质处理效果.结果表明.Al-10Ce中间合金用量、熔体中的杂质以及冷却速度对变质效果的影响很大.Al-10Ce中间合金用量为0.9%左右时达到最佳变质效果,用量少变质效果差,用量过多则形成过变质.通过提高Al-Si的纯度可以获得变质组织.冷却速度超过70℃/min时才具有明显的变质效果.由于冷却强度不同,铸棒中心部位变质效果比边部差.Al-10Ce中间合金对共晶铝硅合金变质处理时间较短.     

Ce对共晶Al-Si合金微观组织的影响

研究了Ce的变质处理时间和加入量对共晶Al-Si合金微观组织的影响。结果表明,Ce对共晶Al-Si合金有明显的变质效果,经Ce变质处理后,共晶Si由长针状变为珊瑚状;Ce的变质处理时间和加入量也会影响变质效果,Ce在共晶Al-Si合金中的最佳加入量(质量分数,下同)为1%,最佳变质处理时间为60~90min。     

铸造Al-Si合金变质处理的概况和发展趋势

综述了目前常用铸造Al-Si合金变质处理方法、特点,并介绍了各变质处理方法的发展概况及新的研究成果,认为含稀土元素的变质和复合变质是变质处理的发展趋势.     

连续铸挤生产Al-Sr中间合金线材工艺研究

采用连续铸挤工艺生产Al-Sr中间合金线材，对Al-Sr中间合金质量的影响因素：合金化工艺、铸挤轮速度、合金液浇注温度、冷却水流量等进行研究。试验表明，采用合理的合金化工艺和N2精炼除气技术，在铸挤轮速度为15r/min，冷却水流量5L/min，合金液浇柱温度为780-800℃的情况下，Al-Sr中间合金线材表面质量好，气孔少，Al4Sr晶粒细小均匀，呈弥散分布。