纤维增强铝硅合金中共晶硅变质机制的研究

利用挤压铸造制造了氧化铝纤维增强铝硅合金复合材料，在扫描电镜上观察了复合材料中的共晶硅形貌，研究了共晶硅变质机制，复合材料中的氧化纤维在铝硅共晶体的共生生长过程中，可触发孪晶，导致纤维附近的共晶硅呈变质形态。     

铝硅合金中共晶硅晶体生长方向的扫描电镜研究

应用扫描电镜(SEM)观察经深蚀的铝硅共晶合金试样,研究硅晶体的生长前沿。结果表明:沿〈100〉生长是硅晶体固有的生长方式。共晶硅在变质前后均以固有生长方式生长,未有根本的改变。钠元素的变质作用可能在于改变硅晶体生长环境促使晶体生长速度加快,超过临界生长速度值,迫使共晶硅晶体的形态发生改变。     

增强体对铝硅合金基复合材料中共晶硅形貌影响

利用挤压铸造制备了氧化铝/ 铝硅合金复合材料, 在扫描电镜上观察了复合材料中的共晶硅形貌, 探讨了共晶硅变质机理。复合材料中的氧化铝纤维在铝硅共晶体的共生生长过程中, 可触发孪晶, 导致纤维附近的共晶硅呈变质形态。     

共晶硅的变质

文章综述了共晶硅的变质机理及常用变质元素的特性.最为人们接受的硅的变质机理是Lu和Hellawell提出的杂质诱发孪晶假说.Na变质能力强,但存在变质衰退快及过变质等问题.Sr具有较好的变质能力,同时变质有效期长,没有明显的过变质问题,其变质孕育期的长短主要与合金中的磷的含量有关.Sb变质具有长效性,重熔后仍然具有变质的能力,但变质效果较差,其变质机理与Na和Sr不同.     

快速凝固铝—硅合金微粒中共晶硅生长形态的研究

用氮气雾化法制取了Ａｌ－１２．５４％Ｓｉ合金微粒，再加热至７００℃进行重熔处理。用扫描和透射电镜研究了快速凝固对Ａｌ－Ｓｉ合金中共晶硅生长形态的影响。结果表明，用氮气雾化法和重熔处理的试样中，共晶硅呈球状和弯扭的纤维状。     

亚共晶铝硅铜镁铸造合金共晶硅相在固溶处理过程中形貌变化的定量金相分析

研究表明：该合金在固溶处理过程中硅相形貌变化可用硅相颗粒的平均面积、面积相当直径、面积率、长度比、平均周长、单位面积硅相颗粒数及硅相颗粒尺寸分布图等定量金相学参数来描述，据此可评价固溶处理效果；固溶处理时硅相颗粒的粗化过程符合ＬＳＷ（Ｌｉｆｓｈｉｚ－Ｓｌｙｏｚｏｖ－Ｗａｇｎｅｒ）粗化模型。     

固溶处理对过共晶铝硅合金的影响

Al-Si过共晶合金是一种重要的铸造合金,本文对铝硅合金采用不同的变质剂,然后对比固溶处理前后的变化,指出变质剂是影响硅相形态最重要的因素,固溶处理需要在良好的变质效果下进行;对比钠盐和锑元素变质的试样,指出锑变质的试样固溶处理效果更加明显;在钠盐变质处理的试样中,对固溶处理前后进行了透射电镜的观察,指出固溶处理对于组织中的孪晶、层错和位错没有明显的影响,这与硅相的变质机理是一致的。     

真空压铸对Al-Si-Cu合金固溶过程共晶硅的影响

对真空压铸Al-Si-Cu合金试样（500 mbar）和普通压铸Al-Si-Cu合金试样在500 ℃固溶处理0.5、2、4、6 h后,利用光学显微镜及相应软件研究了固溶处理过程共晶硅形貌的变化。结果表明：真空压铸可以得到更加细化的铸态共晶硅颗粒;在固溶处理过程中,真空压铸试样也可以得到球化效果更好的共晶硅颗粒,并在固溶处理4 h时达到最佳。     

锶在铸造铝硅合金中的变质行为

最为人们接受的硅的变质机理是杂质诱发孪晶假说.锶的变质能力强,且变质有效期长.锶的孕育期的长短主要与铝硅合金液中磷的含量有关.由于共晶硅中的孪晶密度随硅的生长速度的降低而减少,锶变质要求合金冷却速度要高于一定的临界值.磷、锑、铋、钙、稀土等元素对锶的变质有毒化作用.锶变质会导致铸件中孔洞的增加.     

亚共晶Al—Si合金中共晶硅的粒化

通过热处理Al-Si合金共晶硅粒的形状、尺寸和分布能够得到有效地改进,机械性能也得到提高。在未经变质的铸态Al-Si合金中存在着大量的能态不均匀性,所以也可以通过热处理迅速粒化。     

模具温度对Al-Si合金中共晶Si形貌的影响

研究了模具温度对Al-Si合金中共晶Si形貌的影响。结果表明：模具温度改变了合金铸态组织中Si相形貌,影响了其在随后固溶处理中的变化进程。对于经过适当变质处理的Al-Si共晶合金,在模具温度较低时,铸态共晶Si相为细小的纤维状,经短时固溶处理就能得到良好的共晶Si相形貌;而在模具温度较高时,铸态Si相表现为较粗的纤维或蠕虫状,固溶处理后,Si相的尺寸较大,形态较差。     

铝硅二元合金的共生生长机制

观察分析了铝硅二元共晶合金的显微结构。发现在不同凝固条件下凝固的共晶硅形貌虽然有极显著的差别，但它们的基本结构是相同的－－铝硅二元合金共生生长成共晶团；共晶团的核心部分基本上相同，共晶团的尺寸与冷却速度和变质处理有关。稀土元素主要富集在共晶团的周界处，促使晶体缺陷增多，导致分枝急剧增加，从而使共晶硅由各向异性生长特性转变为各向同自发性生长特性。     

静磁场对铝硅合金Na变质处理的影响

分别对亚共晶Al-6Si合金和共晶Al-12．6 Si合金进行Na变质处理，发现对于亚共晶Al-6 Si合金，重熔使N。变质失效，而施加静磁场条件下，重熔没有使Na变质失效。对于共晶Al-12．6 Si合金，同样在变质剂反应温度保温20min，施加静磁场的条件下，共晶硅细化，并呈现一定程度的粒状化，其变质效果明显优于不施加静磁场的情况。延长保温时间至40 min，不施加静磁场时出现了变质衰退现象。但在施加静磁场条件下，变质衰退现象相对较轻，即静磁场具有延长变质有效时间的作用。分析认为这是静磁场抑制对流作用的结果。     

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.     

Fe相及其形貌对共晶Al-Si合金性能的影响

应用光学显微镜、万能拉伸实验机及XRD等,研究了不同Fe含量及其Fe相形貌对共晶Al-Si合金(ADC12)组织性能的影响,并利用扫描电镜(SEM)及能谱分析了Fe相的含量、形貌及铸件中Fe等元素的面分布。试验发现,随着Fe含量的上升,铸件的抗拉强度及伸长率逐渐下降;当Fe的质量分数在1·0%左右时,其抗拉强度急剧下降,伸长率也下降很多。在Fe含量高的Al-Si合金中按一定的w(Mn)/w(Fe)比加入Mn,使铁相形貌由针状向块状和“田”字状转变,铸件的抗拉强度提高180%。     

Sb变质后Al-Si合金共晶组织的不均匀性

为了研究Sb变质的Al-13Si-0.4Mg合金中共晶组织的不均匀性,采用液淬技术及光学显微镜考察Sb变质的Al-13Si-0.4Mg合金凝固过程中的组织形成过程。结果发现,在共晶反应初期,先期形成的共晶团的分枝很少,此时形成的共晶组织往往较粗大,表现为共晶Si片较厚、片间距大、分枝少;而此后的共晶反应过程中,共晶团的分枝增加,形成的共晶组织较细小,表现为共晶Si片较薄、片间距小、分枝密集。组织不均匀性的主要原因是Sb在共晶固/液界面前沿的富集程度不同,导致了Sb在共晶Si表面的吸附数量不同,从而影响了共晶Si的生长速度。     

Al-5Ti-1B对Al-Si合金磷变质行为影响机理的研究

研究了熔炼条件及Al-5Ti-1B中间合金加入量对P变质ZL109合金凝固组织的影响，并着重对其影响机理进行了探讨。结果发现在中频感应炉熔炼条件下，加入适量Al-5Ti-1B对初晶硅有明显的细化作用，而在静置炉（电阻炉）熔炼条件下，这种作用却不明显；同时发现，无论是在电阻炉还是感应炉熔炼条件下，加入过量的Al-5Ti-1B都会使合金中的初晶硅粗化。EPMA分析发现，加入Al-5Ti-1B后合金的初晶硅中心有Ti元素富集。分析认为Al-5Ti-1B中的TiB：粒子对AlP质点具有吸附作用，从而对Al-P中间合金的变质效果产生影响。     

发动机缸盖用铸造铝硅合金力学性能研究

通过改变Si的含量,对发动机缸盖用铸造铝硅合金力学性能进行了研究。结果表明,随着Si含量的提高,铸造Al-Si合金的常温、250℃高温抗拉强度先升高,再降低,在共晶点附近达到最大值,其中高温抗拉强度的提高幅度明显。而合金的硬度先是缓慢上升,过了共晶区域后则急剧上升。与国外的常用缸盖材料的力学性能进行对比后发现,所研究的发动机缸盖用铸造铝硅合金具有优良的综合力学性能。     

Al-P中间合金在Al-Si活塞合金中的应用

在实验室和生产条件下研究了Al-P中间合金对共金和过共晶Al-Si活塞合金的变质工艺特点，变质效果和力学性能等的影响，结果表明：使用Al-P中间合金操作简单，变质效果好且稳定，力学性能也比其他变质剂有不同程度的提高；使用该中间合金无渣，无污染，从时间上看可以完全省去变质处理过程，节约能源，提高合金的实收率，降低铝耗，有着良好的应用前景。