过共晶铝硅自生梯度复合材料的组织与性能

用电磁分离工艺成功制备了初生Si相体积分数、材料显微硬度和耐磨性沿径向呈梯度分布的棒状复合材料 ,讨论了梯度层的形成过程。微观组织观察和力学性能测试结果表明 :在近外壁区域形成了体积分数高达16 %的细小初生Si相偏聚区 ,此区硬度高 ,耐磨性好 ,中心区为细小和均匀的共晶组织 ,两部分之间为颗粒体积分数渐变的过渡区 ,可使耐磨层与基体的结合强度得到保证  

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.  

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.  

Sr变质后Al-28%Si合金中Si相的生长行为

采用不同的腐蚀、萃取方法,研究Sr变质后Al-28%Si合金初生Si和共晶Si相的形貌变化.结果表明,变质后合金中初生Si金相组织呈鱼骨状,萃取后是由八面体堆垛形成的长条状聚集体.SEM分析显示,Sr元素在初生硅内部并未富集,Sr的加入影响了初生硅的形核,并未影响初生Si的生长过程;变质后共晶Si表现为细而短的纤维杆状组成的脊骨状结构,能谱分析显示在共晶Si生长前端存在Sr元素的富集.游离态Sr原子在Si相表面的吸附阻止了共晶Si相的片状生长,进而形成分枝细密的珊瑚状共晶Si,Sr的加入影响了共晶Si的生长过程.  

Al-24%Si合金中五星柱状初生Si的生长机制

研究Al-24%Si合金铸态组织中五星柱状初生Si的立体形貌及生长机制.结果表明:混合酸腐蚀后,五星柱状初生Si内部出现平行于表层晶面、层层堆叠的生长迹线,与螺旋式生长线存在明显差别,表明Si晶生长所依靠的台阶源并不是螺旋位错形成的;层错堆垛在五角多面体Si晶核生长面{111}上产生高度分别为δ(111)/3和2δ(111)/3的亚台阶,两类亚台阶交替产生的过程为Si晶的生长提供永不消失的台阶源;萃取得到的五星柱状初生Si的完整形貌显示其生长终端界面形态与五角多面体晶核一致,呈五角多面凹坑状;八面体团簇五重凝并形成的五角多面体晶核,以层错在各{111}生长面产生的两类亚台阶为生长台阶源,层层堆砌长大形成五星柱状初生Si.  

机械搅拌对高硅铝合金初生Si形态的影响

研究机械搅拌工艺对高硅铝合金初生Si尺寸和形貌的影响。试验表明：经过机械搅拌后，初生Si得到明显细化，分布较均匀；搅拌速度越大、搅拌时间越长，初生Si细化越明显，呈圆团和短片状；经搅拌后，含Si量低的高硅铝合金的初生Si细化程度越大，随着Si含量的增加，大量的初生Si析出使得搅拌困难，初生Si细化程度降低。  

RE对过共晶Al-80%Si合金凝固特性的影响

利用高速摄影仪和SEM研究了RE对Al-80%Si合金凝固过程中再辉界面形貌、初生Si形貌和凝固后组织的影响.结果发现,加入RE前后的Al-80%Si合金均存在2个临界过冷度DT1和DT2,在过冷度小于DT1时,初生Si的形貌为粗大的长片状,表面有明显的棱角;过冷度大于DT2后,合金在凝固过程中的再辉界面为平面状,凝固后的初生Si形貌为均匀、细小、表面有光滑凸起的球状,并且晶粒表面的棱角消失;当过冷度在DT1与DT2之间时,合金在凝固过程中的再辉界面为树枝状,凝固后的初生Si形貌部分为表面有棱角的片状和块状,部分为表面无棱角的球状.对于Al-80%Si合金而言,DT1和DT2分别约为132和250 K.RE能降低Al-80%Si合金DT1和DT2的值,对于Al-80%Si-1%RE而言,DT1和DT2分别约为60和199 K.  

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。  

熔体混合法细化Al-18Si合金初生Si的研究

探讨了温度诱导不可逆液液结构转变、低温熔体温度、高低温熔体混合比对熔体混合法细化Al-18Si合金初生Si的影响,研究了低温熔体温度、高低温熔体混合比对初生Si细化的作用规律,同时也对高温熔体状态及半固态低温熔体的作用机制进行了分析.结果表明,在选择高温熔体温度为1 150℃(1 h),低温熔体温度为640℃,其混合比例wL∶wH为0.5∶1时,初生Si细化效果最佳,其平均直径可细化到12 μm以下.  

离心铸造原位初生Si/Al3Ni颗粒增强铝基复合材料

采用离心铸造制备原位初生Si和Al3Ni颗粒混合增强铝基复合材料的筒状铸件。通过光学显微镜(OM)、XRD、SEM、EDS以及洛氏硬度计等研究了复合材料的组织和性能。结果表明,所制备的复合材料铸件外层偏聚少量初生Si和大量Al3Ni颗粒,内层偏聚大量初生Si和少量Al3Ni颗粒,中间层没有增强颗粒。从铸件的外层到内层,增强颗粒的含量先降低后升高,复合材料的硬度也呈现出相应的变化规律。分析了离心场中多相流体的运动规律,发现复合材料中增强颗粒的分布与高重力系数G参数条件下初生Si和Al3Ni颗粒的密度以及它们的相互碰撞、粘结等作用有关。