"绿色”高效Al -Si合金变质剂--Al-P中间合金

为了解决Al-Si变质过程中的环境污染问题,用熔铸法制备了一种高效,低价格且适于产业化生产的Al-Si合金变质剂－Al-P中间合金,该中间合金w(P)可达到2．0％－5．5％,对共晶和过共晶（含Si量12％－24％）成分的Al-Si合金进行变质,加入0．3％－0．8％的Al-3P中间合金即得良好的变质效果,使其初晶Si数量明显增多,平均晶粒尺寸分别下降到30μm和50μm以下,该中间合金使用工艺简便,可在低温下加,而且无污染,无反应渣,变质效果长效稳定,易储存、使用综合成低,克服了当前变质的缺点,可以实现Al-Si合金的“绿色”变质,有着广阔的应用前景。     

强磁场下Al-Si过共晶合金组织细化原理研究

为了改善Al-Si合金性能,研究了强磁场对Al-Si过共晶合金组织的影响.依据热力学和晶粒形核理论,阐述了组织变化的原因.研究表明:当Al-Si过共晶合金在600℃施加强磁场并平行于磁场方向下凝固时,共晶组织被细化,但对初生硅相影响不大;磁场强度越大,细化效果越明显;强磁场降低了固态熵和磁自由能的影响,使共晶组织临界形核半径减小,而硅由于是逆磁质对其影响不大;强磁场使液态金属平行于磁场方向流动,进一步细化了组织.     

电磁铸造对Al–Si12.6%共晶合金微观组织的影响

目的 了解外加耦合场作用下Al–Si合金的微观组织演变情况。方法 利用外磁场加强凝固过程中熔体的流动，从而获得合金中各相的形态、分布和取向等，利用扫描电子显微分析技术(SEM)和电子背散射衍射分析技术(EBSD)研究电磁场对Al–Si12.6%共晶合金微观组织的影响规律。结果 在磁场作用下，铸件的组织均匀性增加，初生铝和共晶硅的尺寸均减小，并且随着磁场强度的增大，共晶硅的含量和尺寸呈减小趋势，其形态趋于等轴状，共晶硅附近各铝枝晶之间的外延生长关系消失，相互独立形核和长大。结论 研究成果可以为电磁铸造对Al–Si系共晶合金微观组织研究提供一定的参考。     

高压凝固亚共晶Al—Si合金的组织变异及生长机制

研究了高压下凝固的亚共晶Al-Si合金的组织结构，结果表明，亚共晶Al-Si合金的凝固组织得到细化，初生α相为过饱和固溶体，其晶体生长方式为胞状生长，分析了高压凝固条件下胞状生长的机理。     

稀土Er和Ce复合改性对过共晶Mg-Si合金组织与性能的影响

通过金相、SEM、EDS和XRD等方法研究了稀土元素Er、Ce复合改性对过共晶Mg-3.2Si合金中初生Mg_2Si相的影响,并探讨了改性机制。结果表明,在过共晶Mg-3.2Si合金中,添加约0.6%(质量比,下同)Er时,初生Mg_2Si相的平均尺寸由150μm减小到40μm,其形态从粗大树枝状变为不规则多面体;在此基础上,继续添加1.0%Ce,可获得5~10μm大小的多面体或球状初生Mg_2Si相,改性效果最佳;但稀土添加过量,会出现过改性现象。改性机制:稀土Er和Ce吸附或富集在初生Mg_2Si相表面,降低固液界面张力,减小临界形核功,有利于更多初生Mg_2Si晶核的生成;稀土Er和Ce在初生Mg_2Si相的表面富集,减小了晶向之间的相对生长速度,使初生Mg_2Si相从粗大树枝状变为不规则多面体形状;合金凝固时,稀土Er与Ce的晶体结构相同,形成了连续固溶体。当稀土添加量为0.6%Er和1.0%Ce时,Mg-3.2Si合金试样的抗拉强度σb与伸长率δ分别提高到127 MPa和3.7%最大值。     

喷射沉积Al-30Si组织及其半固态保温转变规律

对喷射沉积Al-30%Si合金组织及其在半固态保温过程中的转变进行了试验研究,喷射沉积Al-30%S合金沉积态组织是由细小的Si相与α基体组成,提出这种组织是由于离异共晶引起的,并运用该机制对组织中Si相的集聚进行了解释,认为其形成机制为,欺 一,在沉积阶段凝固过程中大量细小的Si发生了粗化和团聚;其二,大量的Si在沉积时会发生碰撞而靠在一起,在随后的离异共晶凝固过程中,共晶硅附着在初生硅上从而将原来相互独立的Si联结在一起,在半固态保温过程中,基体发生熔化而出现球形α,而Si相则发生粗化,且粗化速度与保温温度和时间有关。     

变质处理对挤压态Al-20Mg2Si-4.5Cu合金初生及共晶Mg2Si变质形貌的影响机制

目的 研究微量元素复合变质下挤压态Al-20Mg2Si-4.5Cu合金初生Mg2Si和共晶Mg2Si的形貌演化规律,揭示Mg2Si相的变质和球化机制。方法 采用形貌调控元素Be和异质形核元素Sb协同变质调控初生及共晶Mg2Si相的形貌,然后结合挤压工艺对初生及共晶Mg2Si形貌进行进一步调控。结果 经0.5%(质量分数)Be-Sb复合变质与挤压工艺处理后,初生Mg2Si转变为近球形,尺寸约为10 μm,共晶Mg2Si转变约1 μm的球形。结论 挤压变形可以使Be-Sb复合变质后的合金中的初生及共晶Mg2Si相发生明显球化。其中,Sb元素生成的Mg3Sb2相作为初生Mg2Si的异质核心,有效细化了初生Mg2Si相;Be元素选择性吸附在初生Mg2Si及共晶Mg2Si的择优生长晶面上。     

超声波搅拌及等温热处理对ZL101合金半固态组织的影响

采用超声波搅拌和等温热处理制备ZL101合金半固态坯料,研究了超声波搅拌处理和等温热处理中等温温度、等温时间等工艺参数对ZL101半固态组织形貌的影响。研究结果表明:超声波搅拌可有效细化和球化组织,消除组织缺陷;适当的等温处理可以明显改善半固态ZL101的凝固组织;当等温温度为590℃、等温时间为30min时,半固态ZL101合金中初生α-Al相细化和球化效果最明显;初生α-Al相的平均等积圆尺寸达到157μm,形状因子达到0.87。     

电磁搅拌频率对Pb-Sn过共晶合金凝固组织的影响

对比分析了磁场和电磁搅拌频率对Pb-80%Sn过共晶合金铸锭凝固组织和宏观成分偏析的影响。结果表明:螺旋磁场可在合金熔体的更大区域内形成流动,使熔体内溶质场、温度场分布更均匀。励磁电流一定时,初生相晶粒尺寸随频率的增大而减小,旋转磁场和螺旋磁场在频率分别为13 Hz和10 Hz时对铸锭凝固组织的改善效果最好,晶粒尺寸由无磁场时的247.3μm分别减小到142.5μm、140.6μm,继续增大频率,凝固组织反而出现粗化和不均匀化。旋转磁场和螺旋磁场均在频率为13 Hz时对成分偏析的改善效果最好,由无磁场时的9.71%分别减小到1.14%、0.34%。     

初始Si含量对离心法制备过共晶Al-Si合金FGM中初晶硅分布的影响

很多实验表明,Si含量不同导致离心法制备过共晶Al-Si合金梯度功能材料(FGM)中初晶硅分布内外侧不同。为了解释这一实验现象,通过理论分析,提出存在一临界初始含量和临界析出温度的观点。分析表明:当Si含量低于临界含量和析出温度低于临界析出温度时,过共晶Al-Si合金析出的初晶硅密度小于残余合金熔液密度;当Si含量高于临界含量时,在临界温度以上合金析出的初晶硅密度大于合金熔液密度,临界温度以下合金析出的初晶硅密度小于合金熔液密度。这导致了离心法制备不同初始Si含量的过共晶Al-Si合金FGM中初晶硅分布于内外侧不同。最后采用实验进行了验证。     

电磁搅拌作用下CoCrMo合金熔模铸件凝固细晶研究

目的 研究电磁搅拌对CoCrMo合金熔模铸件晶粒尺寸的影响,解决熔模铸造CoCrMo合金铸件晶粒粗大的问题。方法 将CoCrMo合金熔化后,在其凝固过程中分别施加不同工艺参数的电磁搅拌,并对其凝固后的组织进行表征分析。同时,采用有限元法对电磁搅拌在金属熔体中的电磁场和流场进行数值模拟。结果 在不同的电磁搅拌参数下,CoCrMo合金铸件凝固组织出现了不同程度的细晶效果,浇道处的细晶效果优于铸件试棒处的。铸件试棒处的晶粒尺寸最小能控制在1 mm以下,等轴晶率最高能提升至31%。数值模拟结果表明,在电磁搅拌过程中,铸件试棒的磁场、电流和洛伦兹力都呈周期性变化,铸件试棒内部的流速随搅拌时间的延长而增大,最后趋于稳定。结论 电磁搅拌对CoCrMo合金的凝固组织产生了明显的细化效果,促进了柱状晶向等轴晶转变。电磁搅拌的时间越长,铸件凝固组织的细化效果越好,铸件厚大部位的细晶效果越显著。结合实验结果和数值模拟结果发现,在电磁搅拌过程中,熔体流动引发枝晶断裂是晶粒细化的主要原因,而电磁场促进异质形核为次要原因。     

Grain Size Control of Semisolid A356 Alloy Manufactured by Electromagnetic Stirring

To investigate the possibility of substituting the mechanical stirring system with electromagnetic stirring (EMS) system for aluminum rheo die-casting, the EMS under the different stirring cooling conditions was carried out. It was found that in the early period of solidification, the dendrite breakages led to a fine primary phase. When dendrites grew coarsely, the effect of ripening on grain size overwhelmed that of dendrite breakage. It was also found that the high cooling rate favored large nucleation rate, and led to a fine primary phase. But high cooling rate also made the growth rate of the dendrite arm, which prevented the dendrite arm from being sheared off. Therefore there were a suitable stirring time and suitable cooling rate to obtain the best rheo die-casting structure. Qualified semisolid A356 aluminum alloy was successfully manufactured with short time EMS.     

Zr对过共晶铝硅合金中初生硅组织的影响

采用金相显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪等实验手段,研究了质量分数为1%、3%和5%的Zr对Al-20Si铝合金铸态组织的影响。结果表明,随着Zr质量分数的增加,初生硅颗粒尺寸逐渐变大。加入Zr后,反应生成了AlSi4Zr5,毒化了形核核心,使晶粒长大;同时Zr使初生硅周围分枝状的α-Al"晕圈"形成充分,减小了对初生硅生长的抑制。     

Grain refinement of AZ31 magnesium alloy by electromagnetic stirring under effect of grain-refiner

The effects of electromagnetic stirring and Al₄C₃ grain refiner on the grain refinement of semi-continuously cast AZ31 magnesium alloy were discussed in this investigation. The results indicate that electromagnetic stirring has an effective refining effect on the grain size of AZ31 magnesium alloy under the effect of Al₄C₃ grain refiner. Electromagnetic stirring can ‘activate’ the Al₄C₃ particles, resulting in more heterogeneous nucleation sites for the primary α-Mg grains. But, longer holding time can ‘deactivate’ the Al₄C₃ particles and poison the grain refining effect.     

初次再结晶组织和渗氮量对低温渗氮取向硅钢二次再结晶行为的影响

通过控制初次再结晶工艺获得尺寸不同的低温渗氮取向硅钢初次再结晶组织,研究初次晶粒尺寸对二次再结晶行为和磁性能的影响,探索初次晶粒尺寸过大条件下合适的渗氮量,并分析初次再结晶组织中{411}〈148〉织构对二次再结晶行为的影响。结果表明:随着初次晶粒尺寸由10μm升高至15μm,二次再结晶温度升高,Goss织构更加锋锐,成品磁性能提高,当初次晶粒尺寸为28μm时,合适的渗氮量约为6×10-4。初次再结晶组织中{411}〈148〉取向晶粒生长能力更强,极易粗化,阻碍二次晶粒的异常长大,同时{411}〈148〉与黄铜晶粒之间为大于45°的低迁移率晶界,对黄铜晶粒异常长大的阻碍作用更为显著。     

电磁搅拌制备ZL102半固态浆料的研究

通过观察、对比金相组织得出电磁搅拌制备ZLl02半固态浆料的最佳工艺。实验过程中选取3组实验温度;在各种温度条件下分别选取4组不同搅拌时间制备试样。通过观察金相组织,对比不同实验条件下α—Al晶粒的尺寸、形态、分布均匀程度得到最佳制备工艺：在590℃,电磁搅拌30min;树枝状α-Al全部打碎,形成蔷薇状晶粒,蔷薇状α-Al均匀比较分布。     

Growth of polycrystalline-silicon thin films on glass

Borosilicate glass was chosen as a substrate for solution growth of silicon due to its potential role as the superstrate of a solar module. The deposition of polycrystalline silicon on glass from solutions containing aluminium or magnesium is reported. Island growth was usually obtained when the deposition temperature was below 750 C. Large-grain, continuous, silicon thin films with an area of 10 cm² were grown on glass substrates at temperatures around the softening points of the glass. The growth of silicon on glass can be explained on the basis that the presence of aluminium and magnesium in the solution reduces SiO₂ and exposes silicon on the glass surface. The silicon-rich surface improves the wetting of the glass by the solution and acts as seeding sites for silicon nucleation. The periodic-regrowth technique was used to improve the quality of the polycrystalline silicon thin films deposited on the glass substrates. Periodic repetition of the melt-back and regrowth procedures removed the small-grained crystals, suppressed the rapid growth of crystals perpendicular to the substrate and enhanced the growth of slower-growing crystals in the lateral direction. This process markedly improved the smoothness, the grain size, the crystal quality and the (1 1 1) preferred orientation of the silicon thin films. Diode characteristics were obtained for p-n junction devices made on these polycrystalline silicon thin films deposited on glass substrates.     

电磁搅拌对半固态AZ91D镁合金组织的影响

研究了电磁搅拌参数对连续冷却条件下AZ91D镁合金组织的影响.结果表明:当电磁搅拌的频率达到或高于50 Hz时,半固态AZ91D镁合金浆料或坯料组织中的球状初生固相越来越多,越来越圆整;在电磁搅拌频率为200 Hz和冷却速率较低的条件下,搅拌的功率越大,半固态AZ91D镁合金组织中的球状初生固相越多,晶粒也越细小.在电磁搅拌条件下,AZ91D镁合金熔体的激烈流动导致较为均匀的温度场和溶质场、更加剧烈的温度起伏,促进了半固态AZ91D镁合金球状组织的形成.半固态重熔加热使半固态AZ91D镁合金坯料初生固相的形态发生进一步的球化.     

Study on martensitic transformation of mechanically alloyed nanocrystalline Fe–Ni

Phase transformation of Fe–Ni powders with different nickel content during mechanical alloying was studied, as well as reverse transformation of mechanically alloyed nanocrystalline Fe–Ni upon heating. Results show that nickel content plays an important role in the phase transformation tendency during mechanical alloying. When heated at 300 °C, neither grain size nor phase changes in Fe–30 wt.% Ni milled for 80 h, indicating the nanometer-sized martensite is very stable below 300 °C. When the temperature increases to 350 °C, concurrently with grain growth reverse transformation takes place. The reverse transformation temperature of mechanically alloyed nanocrystalline Fe–Ni is higher than that of bulk alloys.