半固态Al-24Si合金的组织和性能研究

在常规凝固条件下,Al-24Si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;电磁搅拌还使凝固组织中出现大量的近球状先共晶α-Al。与金属型铸造的Al-24Si过共晶合金的力学性能和耐磨性能相比较,电磁搅拌和触变成形的Al-24Si过共晶合金的力学性能和耐磨性能都有大幅度的提高。     

电磁搅拌与变质复合作用对Al-20Si合金初生硅相的影响

使用电磁搅拌、变质处理及其复合工艺分别成功制备了过共晶Al-20Si半固态浆料，研究了电磁搅拌和变质的复合作用对过共晶Al-20Si合金中初生Si长大和形貌的影响。研究结果表明：复合作用可以获得比单种变质处理和电磁搅拌的过共晶Al-20Si合金更加细小、更加圆整的初生Si组织。复合作用获得的初生硅比单一处理尺寸平均减小25．19％，圆整度平均提高8．40％。而且共晶Si组织也得到球化。复合作用细化组织的机理为：变质后施加旋转磁场，促进了变质剂的扩散，更多的初生Si与共晶Si组织相互打碎，深化了变质和电磁搅拌效果，细化显微组织。     

电磁搅拌与变质对Al-20Si合金初生硅相的影响

研究了电磁搅拌和变质的复合作用对过共晶Al-20Si合金中初生Si长大和形貌的影响.结果表明复合作用可以获得比单种变质处理和电磁搅拌的过共晶Al-20Si合金更加细小,更加圆整的初生Si组织,对提高过共晶Al-20Si合金的力学性能有着重要意义.     

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(Mg2Si)20Al80合金的显微组织

研究了电磁搅拌对(Mg2Si)20Al80合金铸态组织的影响.结果表明在常规铸造条件下, (Mg2Si)20Al80过共晶合金中初生Mg2Si为粗大的多角形块状.经过电磁搅拌初生Mg2Si得到明显细化,并成为棱角圆滑的块状或球团状,且随励磁电流的增大,初生Mg2Si越细小、圆整.但励磁电流增大到一定值后初生Mg2Si晶粒反而变得粗大,最佳搅拌的励磁电流为15-19A.电磁搅拌下的磷变质使初生Mg2Si的细化和粗化处于动态之中.     

熔体混合与电磁搅拌对Al-20Si合金中初生Si相的细化效果

采用电磁搅拌和熔体混合技术制备Al-20Si合金,研究表明,单纯采用电磁搅拌技术制备Al-20Si时,会产生偏析层,其初生Si相平均尺寸在60μm以上;而采用熔体混合+电磁搅拌复合处理可使Al-20Si合金中的初生Si相尺寸降至16μm以下,并消除在单纯电磁搅拌合金边缘出现的粗大的初生Si相的偏析层。熔体混合处理处理还可以强化过共晶Al-20Si合金的电磁搅拌效果,获得良好细化效果。     

Sr对Mg-4%Si合金中Mg2Si的变质作用

研究Sr对过共晶Mg-4%Si（质量分数）合金中Mg2Si相的变质作用与机理。Mg-4%Si合金中存在多面体形初生Mg2Si相与汉字状共晶Mg2Si相。添加Al-10%Sr可以明显细化初生Mg2Si相,同时可以将共晶Mg2Si相由汉字状变质为多面体状或者纤维状。对初生Mg2Si相的细化作用主要是由凝固过程中含Sr颗粒的异质形核作用引起的,而对共晶Mg2Si相的变质作用是由在凝固过程中熔体中的Sr原子在Mg2Si晶体生长表面富集,从而改变了其生长优势所致的。     

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。     

电磁搅拌下铝合金的力学性能研究

研究了无搅拌铸造和电磁搅拌铸造下的Al-24%Si过共晶合金和Al-6.6%Si亚共晶合金常温下的力学性能,并运用扫描电镜对其拉伸断口进行了分析。结果表明:在搅拌作用下凝固的合金相比同成分非搅拌时凝固的合金,Al-24%Si过共晶合金强度提高了约11%,伸长率提高了约12%;Al-6.6%Si亚共晶合金强度提高了约5%,伸长率提高了约46%。过共晶合金在相同搅拌强度下,其硬度是随着降温速率的增大而增大的。亚共晶合金在搅拌强度相同时,降温速率越小,硬度就越高;合金降温速率相同时,搅拌强度越高,硬度就越高。     

冷却速度对电磁搅拌过共晶Al-Si合金初生Si的影响

研究了在电磁搅拌制备过共晶Al-Si合金半固态浆料中,冷却速度对初生Si的影响规律.试验表明在普通铸造条件下,过共晶Al-Si合金的初生Si呈粗大板块状;连续冷却电磁搅拌可以使Al-Si合金的初生Si细化和圆整化;随着冷却速度的增大,初生Si的细化和圆整化逐渐明显,但到一定值时效果不再明显.     

Effects of individual and combined additions of phosphorus, boron and cerium on primary and eutectic silicon in an Al-30Si alloy

The modification of silicon in an Al-30Si alloy was studied using optical microscopy, electron probe micro-analysis, transmission electron microscopy and differential scanning calorimetry. It is found that phosphorus master alloys combined with boron master alloys have good modification effect on primary silicon but no evident modification effect on eutectic silicon, while boron combined with cerium has good modification effect on eutectic silicon. The results of differential scanning calorimetry show that phosphorus, boron or cerium addition and their combined addition have different undercooling effects on eutectic silicon. Many scholars thought that AlP particles were the nuclei of eutectic silicon when phosphorus was enough in the alloy. Our results show that β-(Al,Si,Fe) can still be the nucleus of plate-like eutectic silicon while AlP is the nucleus of primary silicon when there is enough phosphorus in the melt. In addition, the mechanism about the modification was also discussed.     

物理场对3003/4004复合铸锭凝固组织的影响

采用电磁搅拌、功率超声、超声电磁复合场等不同物理场制备3003/4004铝合金复合铸锭。结果表明,在电磁搅拌作用下,界面附近4004合金一侧α(Al)组织从未施加外场的树枝状转变为花瓣状。在功率超声作用下,4004合金中α(Al)及共晶硅组织都得到了良好的细化。在超声和电磁场联合作用下,界面处4004合金中的α(Al)组织同样得到细化,并且界面处的共晶硅组织较单独超声铸锭的更细小,其形貌从未施加外场时的粗大板条状及施加超声后的细针状转变为细小短棒状。     

铝硅熔体中富集初晶硅提纯硅

采用电磁搅拌结合定向凝固技术将过共晶铝硅合金中的初晶硅和铝硅合金分离,并研究不同的杂质元素在铝硅体系中的分布特点。结果表明：杂质元素主要分布在铝硅合金以及铝硅合金和初晶硅的晶界中。同时,根据初晶硅富集区域不同位置硅含量的不同,初晶硅的形貌由鱼骨状变成板状和球状,并且随着样品中不同位置硅含量的增多,初晶硅中的杂质含量降低。样品底部杂质的含量约为10×10^-6,与原料冶金级硅中的杂质含量1248.47×10^-6相比,杂质的去除效果很好。     

P-Cu和RE变质处理对过共晶Al-25%Si合金组织的影响

采用机械搅拌装置,利用半固态金属加工技术能破碎细化初生相的优点,对过共晶Al-Si合金进行半固态加工及变质细化复合处理,并对其金相组织进行了分析.结果表明,过共晶Al-25%Si合金中,共晶硅可直接依附于初晶硅生长;P、RE的双重变质才能细化共晶硅,同时改变其形貌.     

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。     

微量元素对快冷高硅铝合金粉末特性的影响

制备了含微量磷元素的Ａｌ２２Ｓｉ合金粉末。研究了粉末形貌、粒度大小与分布，以及粉末显微组织，并初步探讨了微量磷对合金粉末特性影响的机理。结果表明，微量磷元素降低了粉末氧含量。其中含０．０４％磷的快冷Ａｌ２２Ｓｉ合金粉末球形粉末较高，平均粒度最小，粉末中初晶硅得到了进一步细化。     

Effect of phosphorus and heat treatment on microstructure of Al-25%Si alloy

It is known that phosphorus can refine the primary silicon and heat treatment can spheroidize the eutectic silicon. This paper presents an optimal combination of heat treatment processes and P refinement on hypereutectic Al-Si alloy. The optimal P addition amount, and the solution and aging temperatures for Al-25%Si alloy were obtained through the orthogonal experiment, and their modification effects were discussed. The results show that P addition has the greatest modification effect, followed by aging temperature, and the modification effect of solution temperature is the least. The optimized modification parameters are: addition of 0.6% P, solution at 540 oC and aging at 160 oC . In addition, the cooling curve, superheating and hardness of the alloy were also analyzed.     

Modification mechanism of hypereutectic Al-Si alloy with P-Na addition

1　INTRODUCTIONAsastructuralmaterialhavingmanymeritssuchashighfrictionresistance ,highheatresistanceandlowexpansioncoefficient[13] ,hypereutecticAl Sial loyhasbeenattractingattentionofmanyresearchers .However ,forthehypereutecticAl Sialloysproducedwithtraditionalcasting process ,thereareusuallymanycoarseSiparticlesinthematrix ,whichleadtolowtensilestrength ,poorturning propertiesandroughsurfaceaftermechanicalworking[4 ] .Thepre viousresearches[5,6 ] indicatedthat ,forparticulatere inforc…     

Sb对过共晶Mg-4.8%Si合金中Mg_2Si初晶变质的影响

利用Mg-20%Sb中间合金对过共晶Mg-4.8%Si合金进行变质处理,考察Sb的含量对Mg2Si初晶变质效果(主要包括形态和尺寸)的影响规律,并讨论其变质机制。结果表明:Sb的加入量是决定其能否有效变质过共晶Mg-4.8%Si合金中Mg2Si初晶的重要因素;在未变质的过共晶Mg-Si合金中,Mg2Si初晶以粗大的树枝晶状为主;当Sb加入量低于0.8%(质量分数)时,Mg2Si初晶形态无明显改善,其平均尺寸略有降低;当Sb加入量达到并超过1.2%后,Sb才能有效变质过共晶Mg-4.8%Si合金中Mg2Si初晶,且Mg2Si初晶呈细小的颗粒状弥散分布,其平均尺寸迅速减小;其变质机制应与残留在熔体中弥散分布的Mg3Sb2粒子作为Mg2Si初晶的形核核心有关。