对A356Al合金细化和变质处理的研究

研究了A356Al合金熔体处理过程中细化与变质的交互作用。结果表明:只添加Al-10Sr的熔体处理,α-Al二次枝晶间距为19.6μm,抗拉强度228MPa、屈服强度177MPa、伸长率8.9%、布氏硬度73HBW;而只添加Al-4Ti-1B的熔体处理,α-Al二次枝晶间距为17.3μm,抗拉强度203MPa、屈服强度159MPa、伸长率6.9%、布氏硬度67HBW。指出:Si相的形态对A356Al合金力学性能影响最大,变质效力是限制A356Al合金力学性能的首要因素。     

Al-10Sr和Al-5Ti-0.2C对ZL101合金组织的影响

在ZL101合金熔体中分别或同时添加不同量的Al-10Sr和Al-5Ti-0．2C，保温不同时间，利用光学显微镜和电镜扫描，研究了Al-10Sr，Al-5Ti-0．2C对ZL101合金组织的影响规律。试验结果表明，向ZL101合金中添加质量分数为0．5％的Al-10Sr，可使共晶Si从粗大的针、片状转变为细小的短纤维状，同时促进了α-Al枝晶的形核生长，晶粒尺寸在100-250μm之间。若添加质量分数为0．2％的Al-5Ti-0．2C，可使初生α-Al晶粒成为40-70μm的等轴晶，对共晶Si也有一定的变质作用。当同时加入Al-10Sr和Al-5Ti-0．2C时，α-Al枝晶和共晶Si同时得到细化和变质，这主要归功于Al-10Sr和Al-5Ti-0．2C对ZL101合金细化变质的交互作用。     

快速凝固对Al-Si-Mg合金复合变质的影响

Al-Si-Mg合金通过加入细化剂Al-1Ti-1B中间合金或细化剂Al-3Ti-3B中间合金及变质剂Al-9Sr中间合金进行复合变质后,分别在空气中、水中和液氮中冷却凝固.利用扫描电子显微镜,研究凝固速度对共晶Si相、α(Al)树枝晶形态的影响.结果表明:随着试样在空气中、水中及液氮中凝固速度的不断提高,复合变质后共晶Si相进一步细化,α(Al)树枝晶的二次枝晶间距明显减小.     

Gd对Al-5Mg-2Si-Mn合金组织与力学性能的影响

研究了Gd对Al-5Mg-2Si-Mn合金铸态组织、相结构、力学性能和断口形貌的影响。研究发现,Gd对Al-5Mg-2SiMn合金中的初生α-Al及共晶Mg_2Si相具有很强的变质和细化作用,当Gd含量为0.4%时,变质和细化效果最为明显,二次枝晶间距由未变质处理的28.23μm减小到12.96μm,共晶Mg_2Si尺寸从9.38μm减少到5.07μm。且合金的力学性能显著提高,抗拉强度、伸长率和硬度(HRB)分别由未细化变质的235MPa、3.9%和33.21增加至328MPa、6.0%和43.33,合金的断裂方式由脆性断裂转变为韧性断裂。     

Yb和Al-Ti-B复合变质对过共晶Al-Si铸造合金组织和性能的影响

采用光学显微镜、扫描电子显微镜、电子探针,研究了不同比例的稀土Yb和Al-5Ti-B复合变质剂对过共晶Al-20Si合金显微组织与性能的影响。结果表明,Al-20Si合金中添加0.5% Yb和0.3% Al-5Ti-1B复合变质剂使得粗大的多边形状、块状和五瓣星状初生Si变质为细小块状,共晶Si由粗大的片状或针状结构变质为细小颗粒或者纤维结构,而且粗大的α-Al枝晶被细化为等轴枝晶。然而,当Al-5Ti-B变质剂含量达到0.4%时,初生Si和共晶Si出现粗化现象。力学性能测试结果表明,合金的抗拉强度和延伸率分别增加了83.7%和92.1%。     

高性能低成本铸造近共晶Al-Si-Mg合金

考察了Sr、Sr B对近共晶Al-11.6%Si-0.4%Mg合金组织与力学性能的影响,并测定了T6状态下枝晶α相的显微硬度.Sr变质处理可增加组织中枝晶α相的数量,初晶α相呈细长的高度分枝的柱状枝晶,可显著改善合金的力学性能,特别是塑韧性.T6状态下,枝晶α相的显微硬度先随Sr量的增加而增加,在0.025%Sr处达到峰值,随后下降.在Sr变质的合金中加入B,细长的柱状枝晶转变成等轴枝晶;随着合金中B量增多,枝晶团尺寸显著减小,T6状态下枝晶α相的显微硬度增加.对于近共晶Al-Si-Mg合金,Sr变质 B细化联合熔体处理是非常必要的,可同时显著提高合金的抗拉强度和伸长率.     

Sr对近共晶Al-Si合金中α枝晶生长行为的影响

针对Al-11.6%Si和Al-11.6%Si-0.4%Mg两种近共晶成分铸造合金。考察了Sr的加入对组织中α枝晶形态的影响，测量了完全变质合金中α枝晶相数量及α枝晶的特征参数；一次分枝间距和二次枝臂间距。结果表明，Sr的加入促进了α枝晶柱状化生长并导致α枝晶相数量大幅度提高；在完全变质合金中，随着合金中Sr量增加。一次分枝间距和二次枝臂间距都降低。Sr对α枝晶起一定的细化作用。Sr加入到Al-Si合金中引起合金液的性质发季了显著变化。Sr的存在降低了α枝晶固液界面能。导致枝晶尖端的生长过冷度降低。抑制液相中等轴晶的形核，因此Sr的加入促进了柱状枝晶的形成。固液界面能的降低也使得柱状枝晶的二次枝臂间距和一次分枝间距随着Sr量增多而降低。     

Yb和Al-Ti-B复合变质对过共晶Al-Si铸造合金组织和性能的影响（英文）

采用光学显微镜、扫描电子显微镜、电子探针研究了不同比例的稀土Yb和Al-5Ti-B复合变质剂对过共晶Al-20Si合金显微组织与性能的影响。结果表明,Al-20Si合金中添加质量分数0.5%Yb和0.3%Al-5Ti-1B复合变质剂使得粗大的多边形状、块状和五瓣星状初生Si变质为细小块状,共晶Si由粗大的片状或针状结构变质为细小颗粒或者纤维结构,而且粗大的α-Al枝晶被细化为等轴枝晶。然而,当Al-5Ti-B变质剂含量达到0.4%时,初生Si和共晶Si出现粗化现象。力学性能测试结果表明,联合添加0.5%Yb和0.3%Al-5Ti-B后,合金的抗拉强度和延伸率分别增加了83.7%和92.1%。     

La变质对Al-8.5Si-3.5Cu-1.2Fe合金组织和性能的影响

研究了不同La含量对Al-8.5Si-3.5Cu-1.2Fe合金显微组织和力学性能的影响。结果表明,La的加入能变质α-Al、共晶Si相和针状β-Al_5FeSi相,且会生成AlSiFeLa相。当La含量为0.6%时,变质效果最佳,T6态La含量为0.6%的合金的最大抗拉强度为233MPa。α-Al相一次枝晶臂平均长度由181.3μm减至55.2μm,共晶Si相尺寸由13.0μm缩短至6.9μm,β-Al_5FeSi相尺寸由24.2μm减至14.7μm。当La含量超过0.6%时,β-Al_5FeSi相有变粗大的趋势,合金强度下降。T6热处理后,合金成分没有变化,但β-Al_5FeSi相出现溶断现象,且端部钝化,共晶Si转变为颗粒状。     

Al-20Si-1Sm合金在半固态等温热处理过程中的组织演变

研究了Al-20Si-1Sm合金在半固态等温热处理过程中的组织演变。结果表明,随着等温热处理温度和时间的增加,液相量增加,共晶α-Al相球化,尺寸先减小后增大。共晶Si呈羽毛状,初生Si裂解成小块状并明显钝化。在等温温度为610℃,保温时间为15min时,合金中共晶α-Al相的球化效果最佳,平均尺寸为37μm,初生Si平均尺寸为30μm。     

混合稀土含量对A356铝合金组织结构的影响

采用金相显微镜、SEM、EDS和差示扫描量热法(DSC)等手段研究混合稀土(RE)合金添加量对Ti-B-Sr联合细化变质的A356铝合金显微组织结构的影响。结果表明:当稀土添加量为0.1%～0.3%(质量分数)时,随着稀土含量的增加,初晶晶胞尺寸、硅相尺寸、二次枝晶臂间距减小,硅相圆整度提高(长径比降低);当稀土添加量为0.3%时,初始α(Al)相的平均枝晶胞尺寸为76μm,二次枝晶间距为11.3μm,Si相长径比为2.13;加入0.1%～0.3%的稀土降低了合金的共晶点温度和初晶α(Al)的形核温度,并减小组织熔化过程中共晶反应的放热量。     

AlN变质对Al-4Si-0.45Mg合金性能的影响

在亚共晶Al-4Si-0.45Mg合金中添加微量AlN,以改善合金的显微组织并提高其力学性能和导热性能。结果表明，未添加Sr和AlN的合金，其抗拉强度为167.3 MPa,伸长率为10%,热导率为149.5 W/(m·K);添加Sr后的抗拉强度为176.2 MPa,伸长率为20%,热导率为166.8 W/(m·K),抗拉强度和热导率分别提高了5.4%、11.6%;添加AlN后的合金抗拉强度为194.8 MPa,伸长率为16%,热导率为170.1 W/(m·K),抗拉强度和热导率分别提高了16.4%、13.8%。力学性能的提高主要与α-Al的晶粒细化、二次枝晶臂间距(SADS)的减小和Si的变质有关。加入Sr和AlN后，共晶Si由片状变成块状和球状，Sr变质后共晶Si的尺寸明显减少，且AlN变质后共晶Si的平均尺寸更小，说明热导率的提高主要与共晶Si相的形态变化有关。其机制为细小的Si使得电子通道增加，电子散射概率降低，平均自由程增加，从而提高了热导率。     

V合金化对Al-9Si合金凝固组织与力学性能的影响

研究了V合金化对Al-9Si合金凝固过程、微观组织和力学性能的影响。结果表明,在Al-9Si合金中添加V,析出化合物Si₂V,而无Al V化合物析出,V对初生α-Al的析出温度无明显影响。随着V量增加,Al-9Si合金的初生α-Al的形核温度和形核过冷度同步增加,0.4%V(质量分数)使形核温度由未添加V的607.5℃上升至612.6℃,过冷度由24℃增加至27.1℃;继续增加V量,形核温度略有升高,但形核过冷度略有减小。V添加使Al-9Si合金初生α-Al晶粒形态由枝晶向等轴晶转变,Al-9Si-0.4V合金的α-Al晶粒尺寸由Al-9Si的593μm细化至302μm。V对共晶Si无变质作用,但V能使针状β-Al5FeSi转变为鱼骨状的Al₁₂(Fe,V)3Si相。0.6%Sb(质量分数)变质Al-9Si-0.4V合金的抗拉强度、屈服强度和伸长率为153.9 MPa、78.5 MPa和6.56%,较Al-9Si合金分别提高23.8%、14.1%和102.4%;硬度由47.3 HV提高至59.1 HV。Al-9Si合金的拉伸断口由撕裂棱和解理...     

A356铝合金Al-5Ti-1B和Al-10Sr熔体处理遗传效应

通过重熔试验研究Al-5Ti-1B和Al-10Sr中间合金在A356熔体中的遗传效应。结果表明:A356合金经熔体处理后流动性较母材提高17.36%,T6处理后α-Al枝晶细化,二次枝晶间距仅为16.8μm,共晶硅圆整,抗拉强度达269 MPa、屈服强度203MPa、伸长率12.5%、硬度92 HBW。伴随重熔,细化变质效果逐渐衰退,熔体质量下降,以致力学性能和流动性下降。试验发现固溶后快淬可减小变质衰退带来的影响。     

稀土La变质Al-12.35Si合金的组织及性能

通过添加Al-La中间合金的方式对含多种合金元素的Al-12.35Si合金进行稀土La变质处理,研究La含量(0.1%～0.8%)对其微观组织及力学性能的影响。结果表明,适量La可以减小长针状共晶Si尺寸,细化第二相组织,减小初生α-Al二次枝晶臂间距。过量La可引起过变质,致使合金组织粗化。当La含量为0.2%时,Al-Si合金凝固组织变质效果最为理想且其力学性能最佳,抗拉强度从168MPa提高至188MPa,伸长率从0.44%提高到0.53%;随着La含量继续增加,合金强度及塑性下降。     

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%。     

La对Sr变质Al-8.5Si-0.35Mg合金组织和性能的影响

为了分析La对Sr变质的Al-Si-Mg合金组织和性能的影响,在0.2wt%Al-10Sr变质的Al-8.5Si-0.35Mg合金中加入不同含量的La。研究结果表明:在含Sr的情况下,La的加入量存在一个最佳量,即La含量为0.469wt%时,合金的组织和性能达到最佳状态,其二次枝晶臂间距下降至12.31μm,共晶Si的纵横比仅1.27,共晶Si球化效果最佳,抗拉强度为238.62 MPa,伸长率为10.12%。     

脉冲电流对Al-12Si半固态压铸板组织及性能影响

将12 V脉冲电流引入Al-12Si合金半固态浆料制备过程中，并压铸成形表面品质良好的3组板坯。对比研究发现，控制温度为570℃下，脉冲电流可有效细化α-Al枝晶并使其分布更均匀。共晶相中Si含量下降，共晶相得到细化；在脉冲电流与变质剂的共同处理下，α-Al枝晶最为细小，其共晶相中Si含量最低，呈细小短棒状及颗粒状。另外，电脉冲结合Sr变质处理下板坯的抗拉强度为226.5 MPa,较传统产品提高了约13%。断口呈现以微孔聚集为主、沿晶断裂为辅的韧性断裂机制。     

Al-5%Ti-0.07%B对Al-Si活塞合金组织和性能的影响

研究了Al-5％Ti-0．07％B中间合金对共晶Al-Si活塞合金组织和力学性能的影响。结果表明，加入Al-5％Ti-0．07％B中间合金能细化共晶团。当加入时间不超过10min时，合金的初晶Si得到细化，硬度和抗拉强度都有所提高，当加入时间超过30min，合金的初晶Si和共晶Si都明显粗化，室温抗拉强度略有降低，硬度和高温抗拉强度略有提高。     

Sc对亚共晶Al-11Mg_2Si合金组织与力学性能的影响

通过XRD分析、金相显微镜(OM)和扫描电镜(SEM)观察及拉伸力学性能测试等手段,研究了添加稀土元素Sc对亚共晶Al-11Mg_2Si合金显微组织及力学性能的影响。结果表明:在Al-11Mg_2Si合金中添加适量的Sc对初生α-Al和共晶Mg_2Si相同时起到良好的细化和变质作用。α-Al晶体由粗大的树枝晶转变为细小的球状晶,其平均尺寸由67.72μm减小至最小14.28μm;共晶Mg_2Si由粗大的片层状转变为细小的纤维状和颗粒状,其平均尺寸由12.37μm减小至最小1.80μm。经0.25%Sc处理后,合金的抗拉强度、伸长率和硬度分别由未细化、变质的269 MPa、5.2%和35HRB提高到334 MPa、9.4%和53 HRB,分别提高了24.2%、80.8%和51.4%。含0.25%Sc合金断口中大量形成韧窝,其断裂模式从脆性转变为韧性。