电磁搅拌下Al-6.6%Si合金非枝晶组织形成机制探讨

研究了搅拌强度、部位、冷却速率等试验参数对Al-6.6%Si亚共晶合金非枝晶组织形成的影响,并利用图像分析仪对试样单位面积上的颗粒数进行了定量的测量。结果表明:Al-6.6%Si亚共晶合金在电磁搅拌下进行凝固时,发生弯曲和熔断混合断裂机制,并随着搅拌强度的增大、降温速率的降低和与型壁距离的减小,合金所得到的α-Al晶粒变得越来越细小;当Al-6.6%Si亚共晶合金熔体温度降低到620℃后,合金内的α-Al相晶粒迅速合并长大,致使合金单位面积上的颗粒数大幅度减少。     

电磁搅拌对半固态Al-24%Si合金凝固过程及组织的影响

研究了Al-24%Si过共晶合金在未搅拌和电磁搅拌下凝固时,熔体沿径向的温度变化,以及凝固后组织变化,并用电子探针对基体的硅含量进行了定量测量.结果表明,施加搅拌时,合金温度沿半径方向仍然是从型壁到中心依次升高,但合金的径向温度梯度与未施加搅拌时相比大幅度减小;凝固后合金的共晶基体上产生了近球形或条状α相,且共晶基体的硅含量明显增大;降温速率低于10℃/min时,初生硅成簇状分散在合金的基体上,当降温速率增加到60℃/min时,初生硅成点状均匀分布在合金的基体上.     

电磁搅拌对半固态Al-20%Mg2Si合金组织的影响

研究了Al-20%Mg2Si过共晶合金在不同搅拌电压下凝固时的凝固组织变化,并对其进行了布氏硬度的测量。结果表明:Al-20%Mg2Si过共晶合金在电磁搅拌下出现了非搅拌凝固中所没有的-αAl相晶粒,初生Mg2Si呈簇状分布在基体上,且随着搅拌电压的升高,α-Al相晶粒尺寸减小,Mg2Si团簇尺寸增大;而且电磁搅拌下,Al-20%Mg2Si过共晶合金的硬度随搅拌电压增加而增加。     

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。     

冷却速度对过共晶铝硅合金凝固组织和耐磨性能的影响

试验研究了在不同的冷却速度下凝固的Al-20%Si和Al-30%Si(质量分数,下同）合金的组织和耐磨性。实验结果表明,冷却速度对过共晶铝硅合金的凝固组织和耐磨性能有显著的影响。随着冷却速度的增加,Al-20%Si和Al-30%Si合金的凝固组织组成,初生硅的形貌和尺寸都发生明显的变化：冷却速度小于0．1K/s 的炉冷试样和冷却速度小于1K／s耐火砖型铸造试样的凝固组织由（α＋Si)共晶和初生Si相组成,初生Si相呈粗大的片状,共晶Si呈针状;冷却速度约10K/s的金属型铸造试样的凝固组织由（α＋Si)共晶,枝晶状α相和初生Si相组成,初生Si相为块状或长条状,共晶Si呈细小的针状,并且凝固组织中出现的枝晶状α相;凝固速度为（10^3-10^5)K/s的过喷粉末的凝固组织也是由（α＋Si)共晶,枝晶状α相和初生Si相组成,初生Si相为块状,而喷射沉积快速凝固Al-20%Si和Al-30%Si合金的沉积组织都是由Si相和α相组成,细小的Si相均匀分布在α基体中。随着冷却速度的增加,Al-20%Si和Al-30%Si合金的凝固组织中初生硅的尺寸明显减少,磨损机制发生变化,合金的耐磨性显著增加。     

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。     

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。     

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。     

Al-8%Si铝硅亚共晶合金电磁离心铸造凝固组织研究

采用电磁离心铸造的方法制各Al-8%Si的铝硅亚共晶合金空心管坯,研究了电磁场(electromagnetic ficId,EMF)对合金凝固宏观及微观组织的影响.结果表明,与传统离心铸造的铝硅亚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,柱状晶随磁场强度增加逐渐成为等轴晶;共晶硅相尺寸在减小,片层间距增加,在硅片层间发现了断裂的共晶硅颗粒.     

旋转磁场对Mg_2Si/Al复合材料半固态凝固组织的影响

通过微观组织分析研究了在半固态对亚共晶、共晶和过共晶成分的Mg_2Si/Al复合材料施加旋转磁场后凝固组织特征。结果表明:复合材料合金凝固组织经过电磁搅拌后能够有效地细化Mg_2Si相,并使得α-Al相变得细小且非枝晶化。施加旋转磁场对共晶成分的Al-7Si-8.9Mg_2Si合金凝固组织初生Mg_2Si相细化效果明显好于过共晶成分的Al-7Si-17Mg_2Si合金。施加旋转磁场对亚共晶成分的Al-7Si-5Mg_2Si合金和过共晶成分的Al-7Si-17Mg_2Si合金共晶Mg_2Si相的细化效果明显好于共晶成分的Al-7Si-8.9Mg_2Si合金凝固组织。     

Effects of high magnetic field on modification of Al-Si alloy

1INTRODUCTIONAmong Al-Si alloys,the Al-Si eutectic alloyhas the best foundry capability.The mechanicalproperties of Al-Si eutectic and hypoeutectic alloyhighly relates to the shape,size and distribution ofSi phase in eutectic structure.Coarse acicular-likeeutectic Si dissevers Al matrix badly to inducestress concentration and debase the mechanicalproperties,especially the tenacity.Modification isthe process to change the shape and size of eutecticSi,namely to change the shape of eutec…     

Al-Si合金熔体热处理的结构转变

用示差扫描量热分析了Al-Si合金温度处理的熔体结构变化规律及结构变化温度。结果表明,在升温阶段的Al-7%Si亚共晶、Al-12%Si共晶及Al-20%Si过共晶合金的熔体中均存在额外的热效应,范围均在798～850℃之间,额外热效应温度范围与含硅量无关,结构转变焓值随合金的硅含量增加而增加,氢含量不影响结构转变的温度;而在降温过程中仅在Al-20%Si过共晶合金中发现了额外热效应,额外热效应的出现及温度范围取决于降温速度。分析认为,升温阶段的额外热效应体现了Al的熔体结构变化,降温阶段的额外热效应与熔体中的Si-Si原子团簇的行为有关。     

STRUCTURE OF LIQUID Al-Si ALLOYS

In the light of DSC,electronic microprobe and X-ray diffration analyses of the melt-spin-ning ribbons and the structures of liquid hypoeutectic Al-7%Si,eutectic Al-12.7%Si andhypereutectic Al-18%Si alloys have been investigated.The results show that theAl-Si clusters in liquid hypoeutectic Al-Si alloy,the Si-Si clusters in liquid eutectic andhypereutectic Al-Si alloys exist at low temperatures,however,the size of clusters de-creases gradurally with increasing temperature.This process in which inhomogeneous liquidturns into homogeneous one happens in a range of temperatures.     

Effects of electromagnetic stirring on microstructures of solidified aluminum alloys

1　INTRODUCTIONPractically ,mechanicalstirringandelectromag neticstirring (EMS)arewidelyusedtogenerateforcedflowinsolidificationandcastingofmetalsandalloys,resultingin greatchangesofthesolidifiedstructures,segregationsand propertiesofthecast ings .Muchattentionhasbeenpaidtosolidificationofdendriticalloyssuperposedwithforcedflow ,andmanypreviousworkshavebeenfocusedontheeffectsoffluidflowonthestructuraltransitions,suchascolumnar equiaxedtransitions(CET)ormacro segre gationinthealloys[13] .…     

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。     

Effects of cooling rate on solidification behavior of dilute Al-Sc and Al-Sc-Zr solid solution

Six alloys with different compositions of Al-0.1%Sc, Al-0.3%Sc, Al-0.3%Zr, Al-0.1%Sc-0.1%Zr,Al-0.3%Sc-0.1%Zr and Al-0.3%Sc-0.3%Zr were prepared by casting in a wedge shaped copper mould. The hardness test, microstructure observation, and DSC thermal analysis were applied to fully investigate the solidification behavior of the wedge tip (whose cooling rate is 1000 K/s) and the top surface (cooling rate 100 K/s) of each casting. The results show that the cast structures in the hypoeutectic region of AI-Sc alloys are slightly affected by cooling rates during the solidification. In the case of hypereutectic alloy of Al-0.3%Sc-0.3%Zr, the cast grains were remarkably refined under the condition of a 100 K/s cooling rate, however, under a 1000 K/s cooling rate condition,solute atoms contribute nothing to the grain-refinement, due to the eutectic concentration becomes higher. The hardness can be improved to a greater degree by Sc single addition, compared to single Zr addition, but it can be improved even greater when Sc added together with Zr. It is sensitive to cooling rate, the higher the cooling rate, thegreater the hardness. By combining the results of TEM examination and DSC analysis, it can be seen that a supersaturated Al solid solution forms during the solidification, and the solubility of Sc in Al solution can be improved by increasing the cooling rate.     

TEMPERATURE DEPENDENCE OF VISCOSITY OF Al-Si ALLOY MELTS

1. IntroductionLiquid m etalsare in com m on use in m odern industry/area such ascasting, m etallurgy, w elding,glassform ing,the nuclearindustry and crystalgrow th.In addition,the relation ofthe physicalpropertyand structure change w ith tem perature, concentration and pressure isofgreatinterestto researchersinphysics and m aterials. V iscosity is a basic param eterin discussing the nature and behaviourofm etalm elts,and isone ofbasic propertiessensitive to the m eltstructure. V iscosity m ea…     

热型连铸Al-1%Si合金线材的试验分析

通过在自行研发的水平式热型连铸设备上制备Al-1％Si合金线材的试验研究，分析型口温度、连铸速度及冷却能力等工艺参数对铸锭表面质量的影响，提出了制备Al-1％Si合金的优化工艺参数。同时，利用本试验制备的Al-1％Si合金线材和传统铸造多晶Al-1％Si线材作试样，分析两者的室温拉伸性能。结果表明，热型连铸制备的Al-1％Si合金线材和传统铸造多晶Al-1％Si线材相比，屈服强度提高41．4％，屈强比提高37．8％，伸长率提高49．1％，并具有良好的导电性能。     

半固态Al-6.6%Si合金的变形行为

分别对常规铸造Al 6.6%Si合金和电磁搅拌制备的半固态Al 6.6%Si合金试样进行了压缩实验 ,分析了它们的应力—应变关系和组织变化。结果表明 ,半固态Al 6.6%Si合金液固两相区压缩变形可分为触变流动初始阶段和稳定触变流动两个阶段。在触变流动初始化阶段 ,应力从零急剧增大到最大值 ,并在这个最大值上保持一段时间。在稳定触变流动阶段 ,随应变增加 ,应力缓慢下降 ,整个过程应力都大大低于常规铸造Al 6.6%Si合金压缩变形时应力。半固态合金在液固态两相区压缩变形后 ,其初生相微粒仍保持为球状 ,并且试样各处变形均匀。同时 ,对半固态合金变形中的初生相微粒簇现象和液固分离现象也进行了讨论。     

旋转交变磁场和静磁场对Al-18%Si合金变质处理的影响

分别研究了旋转磁场和静磁场对过共晶Al-18％Si合金变质处理的影响。结果表明：变质处理后．不施加磁场的条件下，块状初晶Si偏聚在试样边缘处，试样中心处为共晶Si；施加旋转交变磁场的条件下，粗大的板条状初晶Si偏聚在试样边缘处，试样中心处为共晶Si；施加静磁场的条件下，在试样整个横断面上初晶Si都是细小的块状，且大小和分布均匀。