冷却速度和变质剂添加浓度对Al-Si共晶合金变质作用的影响

借助显微结构法系统地研究了Li,Na,K,Mg,Ca,Sr,Ba,La,Sm,Y,Sb和Bi等12个微量元素对Al-Si共晶合金的变质作用。考祭了各变质剂在不同冷却速度下的变质浓度范围以及在添加变质剂浓度相同时,不同冷却速度对Al-Si共晶合金显微结构的影响,发现各种变质元素对Al-Si合金变质时均具有一变质临界冷却速度v_c。冷却速度低于此值时,任何浓度的变质剂均不能引起合金的变质。变质剂的v_c值愈低,变质能力愈强。其中以Na、K、Sr和La变质能力最强,其v_c值均低于40℃/min。据此认为v_c可作为评价变质剂变质能力的定量标准。     

Sr和Sb对Al-Si合金凝固过程的影响

本文用差热分析法研究了Al-Si共晶合金、亚共晶合金的动态凝固过程。结果表明,Sr和Sb均提高Al-Si合金的共晶析出温度和降低Al-Si共晶的结晶体速度。同时,通过Al-Si共晶合金液与Si晶面之间润湿角的测量和界面张力的计算发现,Sr与Sb原子均无Si晶面上的热力学吸附倾向,但会在Si晶面上富集,故Al-Si合金的变质阈值与合金的冷速有关。     

EFFECTS OF COOLING RATE AND MODIFIER CONCENTRATION ON MODIFICATION OF Al-Si EUTECTIC ALLOYS

借助显微结构法系统地研究了Li,Na,K,Mg,Ca,Sr,Ba,La,Sm,Y,Sb和Bi等12个微量元素对Al-Si共晶合金的变质作用。考祭了各变质剂在不同冷却速度下的变质浓度范围以及在添加变质剂浓度相同时,不同冷却速度对Al-Si共晶合金显微结构的影响,发现各种变质元素对Al-Si合金变质时均具有一变质临界冷却速度v_c。冷却速度低于此值时,任何浓度的变质剂均不能引起合金的变质。变质剂的v_c值愈低,变质能力愈强。其中以Na、K、Sr和La变质能力最强,其v_c值均低于40℃/min。据此认为v_c可作为评价变质剂变质能力的定量标准。     

INFLUENCE OF Sr AND Sb ON SOLIDIFICATION OF Al-Si ALLOYS

本文用差热分析法研究了Al-Si共晶合金、亚共晶合金的动态凝固过程。结果表明,Sr和Sb均提高Al-Si合金的共晶析出温度和降低Al-Si共晶的结晶体速度。同时,通过Al-Si共晶合金液与Si晶面之间润湿角的测量和界面张力的计算发现,Sr与Sb原子均无Si晶面上的热力学吸附倾向,但会在Si晶面上富集,故Al-Si合金的变质阈值与合金的冷速有关。     

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.     

冷却速率和锶加入量与共晶硅变质等级相关性

通过光学显微镜和扫描电镜考察了冷却速率及Sr加入量对亚共晶Al-Si合金中共晶Si形貌变化的影响.Boltzman方程对共晶Si变质等级关系曲线拟合结果表明:随着冷却速率提高,共晶Si完全变质所需要的临界Sr量减少,共晶Si的变质等级与Sr的加入量高度相关,相关系数R2大于0.99.可以推断,在正常铸造条件下,存在变质...     

冷却速度对过共晶Al-Si合金初生Si的影响规律

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。试验表晨：连续冷却电磁搅拌可以使过共晶Al-Si合金的初生Si细化：在连续电磁搅拌电流20A下，冷却速度在3-10℃/min之间，随着冷却速度的增大，由于形核率的增加，初生Si的细化效果逐渐明显；冷却速度在10-24℃/min之间，随着冷却速度的增大，早于已经形核的初生Si产生团聚，其颗粒反而逐渐变大。     

Sr对Al-15.5Si合金共晶团大小的影响

在不同的冷却速度下，考察了Sr量对Al-15．5Si合金共晶团尺寸大小的影响。试验结果表明：随合金中Sr量增加，在金属型和干型冷却条件下，共晶团大小均呈现明显的减少趋势；共晶团大小受冷却速度影响显著，在相同Sr量下，金属型冷却下的共晶团的尺寸小于砂型冷却下的共晶团尺寸。     

亚共晶Al-Si合金熔体温度处理工艺参数研究

研究了生产中广泛运用的亚共晶Al-Si合金在熔体温度处理中高低温熔体温度、混合后熔体冷却速度、停留时间等工艺参数对合金组织、性能的影响。发现熔体温度处理工艺对亚共晶Al-Si合金铸件凝固组织有比较好的细化效果，并可显著提高材料性能。     

铝硅合金变质效果的炉前快速检测

热分析法可用来监测共晶Al-Si合金用Na、Sr变质的变质效果,并能监测亚共晶铝合金α晶粒细化及过共晶Al-Si合金初晶硅的细化。该法借助于对合金特殊温度点的变化ΔT的测量,可以予测合金的金相组织及机械性能,因而是一种快速、简便、廉价的炉前检测方法。     

Al-Si共晶合金变质机理的探讨(Ⅱ)——Si相的不平衡度与形貌的关系

用金相方法以及合金全腐蚀分离出Si相,分级沉降,然后进行扫描电镜观察的方法,对Al-Si合金未变质,Na,Sr,La变质的Si相进行了观察。发现La变质Si枝条最短,有时呈根瘤状,Na变质Si最长,Sr次之,此现象与变质剂的价电荷有关。在对上述退火试样观察中发现共晶Si相普遍溶解,再结晶产生新的Si晶。其中以La变质Si的再结晶速度最快,依次为Sr变质,Na变质,未变质的Si晶。对过共晶Al-Si合金考查结果表明,初晶Si并无溶解再结晶现象。再结晶速度与Si晶的平衡状态有关。据此提出“不平衡度”概念作为衡量变质结构的准则。     

Sr复合盐长效变质剂试验研究

本文介绍一种Sr复合盐长效变质剂。试验结果表明,Al-Si合金用Sr复合盐变质,其金相组织与Na盐变质所得的金相组织相仿,机械性能高于钠盐变质的合金。对Al-Si共晶合金变质有效时间可达4~6小时,亚共晶合金变质有效时问为2~4小时,重熔仍具有变质效果。     

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。     

THE MODIFICATION OF Si PHASE IN A1-Si EUTECTIC ALLOYS(Ⅱ)——Relationship between Unequilibrium Degree of Si Phase and its Appearance

用金相方法以及合金全腐蚀分离出Si相,分级沉降,然后进行扫描电镜观察的方法,对Al-Si合金未变质,Na,Sr,La变质的Si相进行了观察。发现La变质Si枝条最短,有时呈根瘤状,Na变质Si最长,Sr次之,此现象与变质剂的价电荷有关。在对上述退火试样观察中发现共晶Si相普遍溶解,再结晶产生新的Si晶。其中以La变质Si的再结晶速度最快,依次为Sr变质,Na变质,未变质的Si晶。对过共晶Al-Si合金考查结果表明,初晶Si并无溶解再结晶现象。再结晶速度与Si晶的平衡状态有关。据此提出“不平衡度”概念作为衡量变质结构的准则。     

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…     

细化变质对亚共晶Al-Si合金熔体结构的影响

在分析二元亚共晶Al-Si合金熔体结构,以及Al、Si、Ti、Sr等主要组元物性特点的基础上,利用电子理论论述了细化和变质对亚共晶Al-Si合金熔体结构的影响。细化和变质过程可归结为活性元素Ti、Sr分别与熔剂Al原子和溶质Si原子之间的电子交换,从不同角度提高了熔体结构的均匀性,不仅改善合金熔体结构,而且相互抑制衰退。     

Sr,B添加对Al-15.5%Si合金中共晶团尺寸的影响

考察了Sr,B及Sr＋B联合作用对Al-15．5％Si（质量分数）合金中共晶团尺寸大小的影响．实验结果表明,随合金中Sr量增加,共晶团尺寸呈减少的趋势,冷却速度对共晶团的影响也很显著;在Sr变质的合金中加入B,共晶团尺寸先显著下降,随B量增加降低幅度趋于平缓;在未变质的Al-15.5％Si合金中单独加B,共晶硅由粗大的片状变为细长的层片状,层片间距明显降低．分析认为,合金中加入Sr,导致共晶过冷度增大,因而共晶团形核驱动力增大促使共晶团细化;合金中加入B,增加了共晶团有效形核基底的数量促使共晶团显著细化．     

铸造Al-Si合金中Sr与B的交互作用

采用X射线能谱仪和X—ray Mapping对反应产物进行分析，由Al-Si合金中不同Sr，B含量时枝晶α和共晶Si形态与大小的变化，考察了Sr与B的交互作用。研究发现：Al—lB中间合金在经Sr变质处理的近共晶Al-Si合金中具有强的枝晶细化能力，而Sr的存在对B的枝晶细化效果起一定的促进作用；但当合金中Sr和B含量较高时存在互毒化现象，这是由于Sr与B摩尔比接近3：4的未知化合物形成时消耗了熔体中大量的Sr和B。Sr—B化合物的发现为Sr，B间互毒化机理提供了直接依据。     

电解Al-Si合金自变质显微组织及力学性能

电解Al-Si合金是一种符合我国矿产资源特点,能耗少、能减轻环境污染的轻质金属。电解Al-Si合金具有自变质的特性,Si相、Fe相及Ti相细小弯曲,共晶合金也具有相当数量的初生Al枝晶。合金组织对冷却速度不敏感,具有遗传性,合金具有良好的韧性和塑性。电解Al-Si合金熔体为均质熔体,凝固时出现大的过冷度是形成变质组织的原因。     

一种Al-Si-Cu-Mg铸造合金Sr变质的研究

本文以扫描电镜(带X射线波长谱仪和能谱仪)为主要工具,对一种Al-Si-Cu-Mg亚共晶铸造合金的Sr变质作了研究,观察到,合金中加Sr,并不改变Al-Si共晶团的尺寸,仅改变共晶Si的形貌,亦即加Sr不是通过影响共晶Si的成核,而是影响共晶Si的生长,以达到变质效果的,为解释所观察到的实验结果,本文还引入了“变质阈值”这一概念,并认为具有普遍意义。