亚共晶铝硅合金自生Mg_2Si复合材料的显微组织研究

采用光学显微镜,对亚共晶Al-8%Si合金自生Mg2Si复合材料的显微组织进行分析。结果表明,Al-8%Si合金中加入6%镁时,共晶Mg2Si组织呈完整发达的古汉字状、树枝状、五星花瓣状等;加入2%镁时,Mg2Si量极少,呈零星颗粒状、鱼骨状或树枝状;加入4%镁时,共晶Mg2Si组织形貌呈纤维状、树枝状,这种显微组织即为亚共晶Al-8%Si合金自生Mg2Si增强相的理想组织。     

过共晶铝硅合金在旋转磁场下的凝固组织

研究发现,旋转磁场对过共晶铝硅合金的初生硅有良好的细化作用,而且旋转磁场与变质剂联合作用时效果更佳。旋转磁场使试样表层出现初生硅富集,提高了合金的耐磨性。     

CDS铸造过共晶铝硅合金组织及性能研究

采用受控扩散凝固(CDS)技术制备Al-20％Si合金,研究了混合方式和高硅合金的混合温度对目标合金组织和性能的影响,探讨了合金组织与热膨胀性能之间的关系.结果表明,采用受控扩散凝固技术,纯铝液(660℃)与高硅合金液(850℃)混合所制备的目标合金初生硅相分布均匀,形貌规整,尺寸最小,合金的线膨胀系数也最小(15.7×10-6 ℃-1,30～300℃).分析表明,Al-20％Si合金热膨胀性能主要取决于合金组织中初生相的分布和形貌的规整性,与尺寸大小关系不大.     

熔体互混对Al-16%Si过共晶铝硅合金初生Si相形态的影响

采用两种不同熔炼工艺对Al-16%Si过共晶合金进行对比试验,金相组织表明,其中高低温两种熔体互混后Al-16%Si过共晶合金中初生Si相均得到明显细化,经力学性能检测,互混合金在750℃的浇注条件下Al-16%Si合金强韧性最好.分析认为质量不同、成分不同的两种熔体互混导致温度和成分的不均匀性是使Al-16%Si合金初生Si细化的主要因为.     

电磁搅拌过共晶铝硅合金的显微组织

对电磁搅拌Al-24％Si合金的显微组织进行了研究,结果表明,初晶硅可以被打碎,同时碎片有聚集长大的现象;在非平衡凝固过程中析出α相且可以被打碎,破碎的α相呈圆球状或蔷薇状分布在剩余的液相中。在试样表面有富硅层出现。     

半固态压铸过共晶铝硅合金的组织与性能

通过连铸技术以及二次感应加热技术制备过共晶铝硅合金半固态坯料,将半固态坯料压铸成形,获得半固态压铸试样。之后对试样进行T6热处理,并对热处理后的组织和性能进行分析。结果表明,半固态压铸过共晶铝硅合金与原过共晶铝硅合金相比,硬度提高了24%,抗拉强度提高了24%,伸长率提高了70%,磨损率降低了11%。     

高硅含量过共晶铝硅合金半固态重熔组织演变

采用水淬实验研究熔铸法制备的Al-25%Si合金半固态重熔组织演变,对初生硅相的尺寸、形态和体积分数进行定量统计和表征。结果显示:在共晶温度以上保温过程中,合金组织经历了共晶硅的粒状化和溶解、初生硅相熔断和尖角钝化以及形态圆整化3个阶段。初生硅相在重熔过程中发生"Oswald"熟化粗化,尺寸增加,同时形状因子增大,体积分数减小。合金在590~600℃保温30~50 min,初生硅尺寸粗化速率缓慢,形态圆整并且体积分数可控,可以满足半固态加工要求。尺寸粗化速率常数K与合金的初始凝固冷却速度和加热温度有关。其中,在钢模中凝固的合金的K值为23.83~38.88μm3/s,且随加热温度升高,K值减小;铜模中凝固的合金K值为10.91~19.87μm3/s,温度升高,K值增大。     

高频磁场下制备表面增强自生梯度复合材料

高频磁场作用下利用电磁相分离工艺成功的制备了Al-Si过共晶合金自生梯度复合材料，通过改变磁场作用时间来控制初生硅的迁移，以使其更好地沿径向成梯度分布。分析了合金组织的形成机理，并测试试样硬度和硅含量的分布。结果表明，试样的心部大部分是共晶组织，硬度为HV100左右，表层区富集了大量的初生硅，硅的含量明显高于合金成分，硬度可以达到HV800，在二者之间形成很好的过渡层，使增强相和基体得到很好的结合。     

离心铸造过共晶Al-Si合金自生梯度复合材料及其阻尼性能

通过改变离心铸造的转速,获得了内层有较多初晶Si,其余部分为共晶组织或初晶Si由外向内偏析的Al-16%Si合金自生梯度复合材料。分析了复合材料的形成过程,考察了复合材料的组织,研究了复合材料各层的阻尼性能。结果表明：Al-16%Si合金自生梯度复合材料内层内耗是中、外层的1.4倍,为充分发挥此材料的阻尼性能,应在频率高于160Hz使用。     

软接触电磁连铸铝硅共晶合金凝固组织研究

采用软接触电磁连续铸造的方法制备铝硅共晶合金空心管坯,研究了电磁场对合金凝固组织的影响.结果表明,与传统连续铸造的铝硅共晶合金微观组织相比,施加电磁场后凝固组织中α-Al相得到细化,出现了颗粒状初生硅相;随着磁场强度的增加,初生硅的含量减少、平均尺寸减小,形状有球化趋势.     

Effect of hot extrusion process on microstructure and mechanical properties of hypereutectic Al-Si alloys

The hypereutectic Al-Si alloy was fabricated by hot extrusion process after solidified under electromagnetic stirring,and the microstructure and mechanical properties of the alloy were studied.The results show that the ultimate tensile strength and elongation of the alloy reached 229.5 MPa and 4.6%,respectively with the extrusion ratio of 10,and 263.2 MPa and 5.4%,respectively with extrusion ratio of 20.This indicates that the mechanical properties of the alloy are obviously improved with the increase of extrusion ratio.After hot extruded,the primary Si,eutectic Si,Mg2Si,AlNi,Al7Cu4Ni and Al-Si-Mn-Fe-Cr-Mo phases are refined to different extent,and the efficiency of refinement is obvious more and more with the increase of extrusion ratio.After T6 heat treatment,the sharp corners of these phases become passivated and roundish,and the mechanical properties are improved.The ultimate tensile strength of the extruded alloy after T6 heat treatment reaches 335.3 MPa with extrusion ratio of 10 and 353.6 MPa with extrusion ratio of 20.     

CDS及导流器对Al-20%Si合金初生硅相的影响

采用受控扩散凝固(CDS)技术和冷却导流器(CC)制备Al-20%Si(质量分数)合金,研究导流器角度及浇注温度对CDS制备Al-20%Si合金初生硅相的影响。结果表明：CDS和导流器均能细化初生硅相,且与常规的CDS过程相比,引入导流器可以更好地细化初生硅相,且随着导流器角度的减小,细化效果变好。采用820 ℃的Al-30%Si与660 ℃的纯铝混合,导流器角度为30°,浇注温度为630℃时,可以得到平均尺寸仅为18.8 μm的初生硅相,且其分布均匀。分析认为：CDS可以减小初生硅相生长前沿的成分过冷,而导流器可以进一步促进液体的强迫对流,使熔体中温度场和浓度场更均匀,从而改善初生硅的尺寸、形貌及其分布。     

过共晶铝-硅合金处理技术的研究进展

综述了为改善过共晶铝-硅合金的性能,目前所采用的控制合金中初晶硅尺寸、形态和分布的各种处理方法及其机制,它们包括细化变质、合金熔体过热处理、半固态搅拌、快速凝固、电磁场作用、电脉冲孕育处理等方法。从合金中初晶硅尺寸、形态和分布等方面比较了各种处理方法的优缺点。     

电磁搅拌对过共晶Al—Si合金初生Si分布的影响

系统研究了电磁搅拌下过共晶Al-Si合金初生Si的偏析规律,实验表明,虽然电磁搅拌引起过共晶Al-Si合金中初生Si的显著细化和圆整化,但常会使坯料表面出现初生Si偏析层,合金中Si含量越大,初生Si偏析层越厚,提高电磁摘抄功率、降低合金熔体冷却速率都会减小或消除初生Si偏析层;在电磁摘抄条件下,坯料表面产生初生Si偏析层的主要原因是固－液界面处的温度梯度过大和存在一层流附面层。     

过滤铸造对高硅铝合金中初晶硅尺寸的控制

初晶硅颗粒的细化是过共晶高硅铝合金制备过程中的一个主要问题。本研究提出了一种通过过滤的方式来获得含有细化初晶硅颗粒的高硅铝合金的方法。在过滤铸造的过程中,过共晶硅铝合金熔体保持在Al-Si二元相图共晶线偏上一点的温度。大颗粒初晶硅被筛网阻拦下来,细小的初晶硅颗粒连同共晶熔体穿过筛网进入下部坩埚冷却结晶。在本研究中通过以上方法所制备的高硅铝合金中硅的质量分数约为27%,初晶硅颗粒的平均直径在45 μm以下,圆度为1.43,布氏硬度为70 HB。通过该方法有望制备出初晶硅颗粒球形度更高、硅含量更高的高硅铝合金产品。     

Cu-P合金变质过共晶铝硅合金时熔体搅拌工艺对变质效果的影响

针对过共晶铝硅合金经过P变质后初生硅仍然粗人大的问题,采用Cu-9%P合金变质处理Al-15%Si、Al-18%Si、Al-20%Si合金,变质处理后对熔体进行搅拌,研究了搅拌工艺对变质处理效果的影响,分析了熔体搅拌提高变质效果机理。结果表明,Cu-P合金变质过共晶铝硅合金时,对熔体进行搅拌可显著提高变质效果,初生硅最高可细化85%;在最佳搅拌时间内,搅拌强度越大、硅含量越高,变质效果越好;搅拌熔体迫使富P区域内AIP停止生长,熔体流动速度越快,对富PP区域内AlP的冲刷越强烈,越容易得到细小的AlP;搅拌熔体能够增加组织中初生α相的数量,搅拌工艺合适时,典型的共晶组织基本消失,可获得连续的α基体上均匀分布细小初生硅的凝固组织。     

Semi-solid characteristics and thixoforming of hypereutectic Al-Si alloy

1　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＨｙｐｅｒｅｕｔｅｃｔｉｃＡｌＳｉａｌｌｏｙｉｓａｄｅｓｉｒａｂｌｅｍａｔｅｒｉａｌｆｏｒｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇｗｅａｒｒｅｓｉｓｔａｎｔｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓｓｕｃｈａｓｐｉｓｔｏｎｓｉｎｅｎｇｉｎｅｗｉｔｈｌｏｗｅｘｐａｎｓｉｏｎｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔａｎｄｅｘｃｅｌｌｅｎｔｗｅａｒｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ.Ｈｏｗｅｖｅｒｉｔｓｓｕｂｓｔａｎｔｉａｌａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｉｎｉｎｄｕｓｔｒｙａｒｅｒｅｓｔｒａｉｎｅｄｂｙｔｗｏｉｓｓｕｅｓ:1)ｉｔｓｍｅｃｈａｎｉｃａ…     

Effects of ZnS modification on primary Si in hypereutectic Al-Si alloy

A new modifying agent, ZnS, was used as a refiner to modify primary silicon in hypereutectic AlSi alloy. The factors affecting the modification results, including addition level of ZnS and holding time, were investigated. The results showed that the average size of the most effectively modified primary silicon was 28.5 μm when the ZnS mixed powder addition was 0.15 wt.% with a holding time of 10 min. More important, the average size of primary silicon could remain below 40 μm despite the holding time extending to 120 min, which means ZnS is a promising modifying agent of primarySi in industrial applications.     

电磁搅拌Al-24%Si合金的显微组织

在常规凝固条件下,Al-24%Si过共晶合金中的初生Si为粗大的板片状。经过激烈的电磁搅拌,初生Si得到明显细化,分布均匀,绝大部分初生Si呈球团状或块状;搅拌功率越大,初生Si越细小和圆整;P变质可以强化电磁搅拌效果。在电磁搅拌条件下,Al-24%Si过共晶合金中的初生Si得以细化和球团化的主要原因是：电磁搅拌引起合金熔体对初生Si的机械破碎、摩擦作用、抑制初生Si择优生长作用、促进初生Si熟化和变质细化作用。     

混合方式对受控扩散凝固过共晶Al-Si合金 初生硅相的影响

采用受控扩散凝固技术(CDS)制备Al-15%Si(质量分数)合金,研究混合方式对受控扩散凝固Al-15%Si合金初生硅相尺寸、形貌和分布的影响。结果表明：受控扩散凝固可以明显细化初生硅相,改善初生硅相形貌和在组织中的分布。其中,液−液混合细化效果比固−液混合细化效果好,特别是通过液态纯铝与液态Al-25%Si合金的液−液混合受控扩散凝固制备得到的凝固组织,其初生硅相平均尺寸仅为14 μm,且在组织中分布均匀。