蛇形通道复合Sr变质处理对Al-28Si合金微观组织的影响

针对传统铸造过共晶Al-Si合金中存在粗大初生Si和针片状共晶Si的问题,采用蛇形通道复合Sr变质处理工艺制备了Al-28Si合金半固态浆料,对半固态浆料的显微组织以及初生Si的析出温度进行了研究。结果表明,该工艺可充分细化初生Si、有效变质共晶Si,初生Si尺寸由165.26μm细化到45.68μm,共晶Si由长针状转变为点状、蠕虫状。随着Sr加入量的增加,初生Si的析出温度先升高后降低,初生Si的晶粒尺寸呈增大趋势。具有大量纤维状分支的共晶Si在长大时受到了铝相抑制。     

蛇形通道浇注对过共晶Al-Si合金显微组织的影响

采用石墨质蛇形通道来制备过共晶Al-Si合金半固态浆料,研究了浇注温度和Si含量对过共晶Al-Si合金初生Si尺寸和形貌的影响。结果表明,经蛇形通道浇注后,浆料的初生Si相得到细化;在高于液相线15~45℃时,浇注温度越低,得到的初生Si相越细小均匀;Si含量低的过共晶Al-Si合金初生Si细化明显,随着Si含量的增大,熔体粘度增大使得初生Si的破碎变得困难,初生Si尺寸也逐渐变大。     

纯铜质蛇形通道复合处理对A390铝合金显微组织的影响

采用水冷纯铜质蛇形通道浇注工艺和长效变质剂Sr复合细化工艺制备了半固态A390铝合金浆料,研究了Sr加入量对初生Si和共晶Si尺寸和形貌的影响。结果表明,采用该复合细化工艺可使半固态A390铝合金浆料中的初生Si细化和共晶Si变质同时得以实现,且随着Sr含量增加,半固态A390铝合金浆料组织中的初生Si和共晶Si晶粒都更加细小、均匀。     

Sr对过共晶Mg-Si合金微观组织的影响

利用Mg-25%Sr中间合金对过共晶Mg-Si合金进行变质处理,研究碱土元素Sr对Mg2Si初晶的变质效果(主要包括形态和尺寸),并讨论其变质机理。研究结果表明:碱土元素Sr对过共晶Mg-Si合金中的Mg2Si初晶可有效变质。初生Mg2Si的尺寸明显降低(平均尺寸由50μm左右降低为20μm左右),其形态由粗大树枝状晶、非规则外形颗粒变化为外形相对规则颗粒。共晶Mg2Si由明显的汉字状变化为呈细短的棒状。其变质机理主要有两点:一是Sr的富集颗粒作为异质形核点诱导更多的初生Mg2Si生长;二是Sr富集于共晶Mg2Si相生长表面,抑制其优先生长晶向的生长。     

变质和铸造工艺对Al-20Si合金初生Si组织的影响

研究了铸造工艺和变质处理对Al-20Si合金中初生Si组织的影响。利用光学显微镜以及Image Pro金相分析软件,对经过不同铸造工艺和变质处理的过共晶Al-Si合金组织进行了观察、分析和计算。结果表明,控制浇注温度、铸型温度以及变质剂加入量可细化初生Si颗粒,且变质剂细化初生Si颗粒的效果远大于浇注温度、铸型温度;当浇注温度为760℃或铸型温度为200℃时,凝固组织中的初生Si颗粒尺寸小于90μm,而磷盐变质剂加入量为0.8%或Cu-14P中间合金加入量为0.4%时,初生Si颗粒尺寸小于20μm。     

Mn对Mg-3.2Si合金组织和力学性能的影响

采用Mn对过共晶Mg-3.2Si合金进行变质处理,主要考察了Mn含量对合金中初生Mg2Si相的变质效果及合金力学性能的影响。结果表明,Mn对过共晶Mg-3.2Si合金中的初生Mg2Si相具有良好的变质效果。当Mn含量为2%(质量分数)时,变质效果最佳,此时初生Mg2Si相呈多边形,平均颗粒尺寸仅为32μm,相比未变质合金降低了56.8%。随着Mn含量的增加,合金的力学性能呈先提高后降低的趋势。当Mn含量为2%时,合金表现出最佳的力学性能,其抗拉强度和伸长率分别达到187 MPa和3.2%,相比未变质合金提高了67.0%和166.7%。     

P、La变质处理对过共晶Al-Si合金的影响

采用P和稀土La对过共晶Al-Si合金进行变质处理,研究了P和La对过共晶Al-Si合金微观组织的影响。结果表明,加入P后,合金中初生Si相明显细化,由粗大的块状变为形貌圆整的小颗粒状,且数量增多,分布均匀。当P加入量为0.06%(质量分数)时,初生Si的平均尺寸达到最小,从未变质时的122μm下降到25μm。而当P加入量为0.09%时,初生Si的平均尺寸反而变大,出现过变质现象。在P、La复合变质时,加入0.9%的La对共晶Si的变质效果最好,当La加入量增加到1.2%时,出现过变质现象。     

P-Sb复合变质对Al-Si合金组织的影响

研究P变质、P-Sb复合变质、Mg含量对Al-Si合金组织及力学性能影响。结果表明,P变质后,初生Si尺寸由40μm减小至20μm,共晶Si长度由20μm减小至12μm,而且分布更均匀,抗拉强度、屈服强度均提高15%。P-Sb复合变质后,初生Si尺寸减小至5μm,共晶Si变为蠕虫状,α-Al枝晶得到细化,与P变质相比,抗拉强度、屈服强度均提高8%。Mg含量增多,激化Sb变质效果,共晶Si变为球体状,初生Si消失、α-Al枝晶更细小,与P-Sb复合变质相比,抗拉强度、屈服强度均提高3%。     

超声处理协同Er和Ce复合变质对Mg-3.2Si合金组织及性能的影响

研究了超声处理协同稀土元素Er和Ce复合变质对过共晶Mg-3.2Si合金中组织和力学性能的影响,并探讨了其作用机理。结果表明,在过共晶Mg-3.2Si合金中,添加约0.6%(质量分数,下同)的Er时,初生Mg2Si相的尺寸由150μm减小到40μm,其形态从粗大树枝状变为不规则多面体形状;继续添加1.0%的Ce,可获得5～10μm的多面体或球状初生Mg2Si相,变质效果明显。在此基础上,超声处理可以有效改变初生Mg2Si相的形状和尺寸。当超声功率为1 200W时,可获得颗粒状的初生Mg2Si相,细化效果最佳,合金试样的抗拉强度与伸长率分别达到158MPa和4.5%。对其断口分析可知,经超声处理的合金断裂形式为解理断裂和韧窝的混合断裂形式。     

固溶处理对CDS制备过共晶Al-Si合金组织的影响

采用固溶处理,研究CDS制备过共晶Al-18Si合金中初生Si相与共晶Si相形貌的变化。结果表明,随着固溶温度的升高和固溶时间的延长,初生Si相平均尺寸显著减小,经570℃×6h固溶后,合金中初生Si相尺寸为20.78μm;共晶Si的变化趋势和初生Si相似,均由针状逐渐粒化为近球状,经570℃×6h固溶后,合金中共晶Si尺寸为5.44μm,且分布趋向均匀。     

Influence of rheo-diecasting processing parameters on microstructure and mechanical properties of hypereutectic Al–30%Si alloy

The effects of pouring temperature, vibration frequency, and the number of curves in a serpentine channel, on the microstructure and mechanical properties of Al–30%Si alloy processed by rheo-diecasting (RDC) were investigated. The semisolid Al–30%Si alloy slurry was prepared by vibration serpentine channel pouring (VSCP) process in the RDC process. The results show that the pouring temperature, the vibration frequency, and the number of the curves strongly affect the microstructure and mechanical properties of Al–30%Si alloy. Under experimental conditions of a pouring temperature of 850 °C, a twelve-curve copper channel and a vibration frequency of 80 Hz, the primary Si grains are refined into fine compact grains with average grain size of about 24.6 μm in the RDC samples assisted with VSCP. Moreover, the ultimate tensile strength (UTS), elongation and hardness of the RDC sample are 296 MPa, 0.87% and HB 155, respectively. It is concluded that the VSCP process can effectively refine the primary Si grains. The refinement of primary Si grains is the major cause for the improvement of the mechanical properties of the RDC sample.     

La对Sr变质Al-9Si-Cu合金组织及冷却曲线特征的影响

研究了La添加量对Sr变质Al-9Si-Cu合金组织及冷却曲线特征的影响。结果表明,随La含量的增加(0~0.8%时),初生α-Al相尺寸减小,冷却曲线上的初生α-Al相生长最低温度Tmin-α和最高温度TG-α升高;La含量较低时(0.1%~0.2%),明显增强共晶Si的变质效果,冷却曲线上的共晶最低温度Tmin-si和最高温度TG-si降低,共晶再辉温度(ΔTR-Si)值增加;La含量较高时(0.4%~0.8%),共晶Si的变质效果变差,Tmin-si、TG-si和ΔTR-Si减小;ΔTR-Si与共晶Si变质效果有良好的对应关系,ΔTR-Si值越大,变质效果越好。     

The effects of Ti and Sr on the microstructures of Al-11.3 wt.%Si alloys produced by the ohno continuous casting process

An investigation has been conducted to describe the effect of Ti grain refiner or Sr modifier on the microstructure of an Al-11.3 wt.%Si alloy produced by the Ohno horizontal continuous casting process so as to obtain directional solidification at high cooling rates. Experimental results demonstrated that the directionality of the primary grains were promoted by the addition of 0.2 to 0.4%Ti or by the addition of 0.02%Sr, whereas the addition of 0.6%Ti suppressed this directionality. Feathery grains were promoted by the addition of 0.2%Ti, while these feathery grains were suppressed when over 0.4%Ti or when 0.02%Sr was added. The addition of Ti also resulted in increased coarsening of the eutectic Si in these Al-11.3 wt.%Si alloys.     

Al-8Ti-2C对Al-P中间合金变质效果的促进作用

研究了自制Al-P中间合金对共晶及过共晶Al-Si的变质作用，发现该Al-P中间合金对共晶及过共晶Al-Si合金都具有优良的变质效果。同时还发现，当铝合金熔体中加入Al-8Ti-2C中间合金时，Al-P中间合金对两类Al-Si合金的变质效果会增强。当Al-24Si合金中TiC含量为0．03％(以Al-8Ti-2C中间合金方式)时，初晶Si的平均尺寸由原来的47μm细化为41μm，最大尺寸由原来的75μm降为55μm；加入Al-P中间合金和TiC颗粒50min后，就可以出现变质效果，时间再延长，变质效果也不会有更大的提高。当Al-12Si合金中TiC含量为0．03％时，初晶Si的平均尺寸由原来的50μm变为30μm。     

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。     

Study of Melt Thermal-Rate Treatment and Low-Temperature Pouring on Al-15%Si Alloy

Under the condition of melt thermal-rate treatment (MTRT) and low-temperature pouring (LTP), the tensile properties of Al-15%Si alloy are improved, the average size of primary Si is refined to about 20 μm from about 50 μm, and eutectic silicon can be well modified. The ultimate tensile strength and elongation are 201 MPa and 3.5%, and these values increase by 12% and 25%, respectively, compared with that obtained by conventional casting technique. The Al-15%Si alloy modified with Sr and RE additions was also studied for comparison purposes. The tensile properties of the Al-15%Si alloy treated with MTRT + LTP are superior to those modified with Sr or RE addition individually. The eutectic growth temperature difference between modified and unmodified melts was used to indicate the modification level. The modification effect of MTRT + LTP on Al-15%Si alloy is better than that modified with Sr or RE addition.     

P-RE复合变质对Al-20Si合金组织、断口形貌的影响

以过共晶Al-20Si合金为研究对象,分析了P-RE复合变质剂的变质机理,测试了室温下铸态A1-20Si合金的拉伸性能,并对拉伸断口做了深入分析.试验表明,Al-20Si台金变质后,初生Si和共晶Si均得到明显细化,初生Si转变为近球形,共晶Si细化为粒状和短棒状.尺寸分别从100 μm以上减小到10～15 μm和1μm以下;室温拉伸试验表明,变质后台金强度提高了一倍.变质后Al-20Si合金的断口由细小的解理面和解理面之间的撕裂棱、韧窝组成,解理台阶之间聚集有大量韧窝带.     

过热温度和时间对Al-21%Si合金凝固组织的影响

将0.5 g初始铸态Al-21%Si合金真空封装于14 mm的石英管中,分别在750、800、850和900℃温度下重熔并保温不同时间后水冷,采用光学显微镜分析Al-21%Si合金凝固组织。结果表明:Al-21%Si合金在750～850℃重熔保温20 min后初晶硅比初始铸态合金中的更大,但随着重熔温度的升高,初晶硅的颗粒尺寸逐渐减小,900℃温度下重熔时效果最好;在750℃重熔后初晶硅反而变粗,保温时间对初晶硅颗粒的尺寸影响不明显;在相对较慢的石英管水冷条件下,Al-21%Si合金中的共晶硅比初始铸态组织中的共晶硅更加细小;在750～900℃温度范围内保温不同的时间后,初晶硅的颗粒尺寸基本在25～43μm范围内波动;在800、850和900℃保温时均出现了不同生长程度的五瓣星形初晶硅组织。     

B对亚共晶Al-7Si合金共晶凝固过程的影响

研究了B含量及保温时间对Al-7Si合金凝固组织和冷却曲线的影响.利用热分析技术测量了冷却曲线共晶凝固段的特征值,利用图像分析技术测量了共晶Si相平均面积、形状指数.结果显示B的加入对Si相形状指数和冷却曲线特征值的影响不大;在一定的晶粒尺寸范围内共晶Si相平均面积随着初晶晶粒尺寸的减小而减小.