Al-Si-P中间合金及其对Al-Si合金的变质处理

研制了一种高效且适用性强的Al-Si合金变质剂——Al-Si-P中间合金。由于AlP与Si具有相似的晶体结构,中间合金中Si的引入起到了促进AlP均匀分布的作用。该中间合金含有大量AlP颗粒,加入到共晶和过共晶Al-Si合金中后,分别起到促进初晶硅析出和细化初晶硅的作用。该中间合金具有变质效果好、长效、无污染、使用简便和使用成本低等优点,具有广阔的应用前景。     

磷、锶复合变质对Al-24%Si合金组织形貌的影响

探讨了磷、锶及其复合变质加入顺序对Al-24%Si合金组织形貌的影响。结果表明:磷对初晶硅的细化起作用;锶对共晶硅起细化作用,但能裂解初晶硅。先加磷后加锶复合变质时,共晶硅呈圆点状,细化作用较单一锶变质时好,但对初晶硅的细化变质效果不明显;先加锶后加磷复合变质时,初晶硅的尺寸更加细小,其变质效果较单一磷变质好,但对共晶硅的作用不明显。     

P-Cu和RE变质处理对过共晶Al-25%Si合金组织的影响

采用机械搅拌装置,利用半固态金属加工技术能破碎细化初生相的优点,对过共晶Al-Si合金进行半固态加工及变质细化复合处理,并对其金相组织进行了分析.结果表明,过共晶Al-25%Si合金中,共晶硅可直接依附于初晶硅生长;P、RE的双重变质才能细化共晶硅,同时改变其形貌.     

Al-P变质对过共晶Al-Si合金组织与力学性能的影响

介绍了磷变质处理对过共晶铝硅合金显微组织的影响.首先采用不同含量的磷变质剂细化变质初晶硅,然后采用热处理的方式细化共晶硅,得到了磷变质剂的最佳加入量,并介绍了细化后合金的组织和力学性能.结果表明,通过该工艺能得到完全粒化的共晶硅,初晶硅晶粒较小,平均晶粒尺寸约为15μm.经T6处理后材料的抗拉强度可以达到358.367 MPa.     

Al-24%Si过共晶合金的磷锶变质效果研究

对Al-24%Si过共晶合金进行单一P、Sr变质及P-Sr复合变质处理,研究变质后微观组织。试验结果表明,单一P变质能很好的细化初晶硅,平均尺寸由未变质的200μm变为25μm,棱角钝化且弥散分布;单一Sr变质能使初晶硅产生鱼骨状,使共晶硅细化为短杆或蠕团状,且呈弥散分布;P+Sr复合变质对合金组织中的初晶硅和共晶硅均有一定的细化作用,但变质效果并不理想。     

变质处理对Al-11.7%Si合金耐蚀性的影响

对未变质、Na变质和Sr变质Al-11.7%Si合金在4%硫酸水溶液中进行了失重腐蚀试验,分别用扫描电子显微镜和光学显微镜观察试样表面腐蚀形貌和纵深腐蚀状况。结果表明,在强酸环境中未变质合金的耐蚀性最好,Sr变质合金次之,Na变质合金最差。浸蚀360h之前,三种合金的腐蚀行为都表现为均匀腐蚀。360h后,点蚀成为变质合金腐蚀行为的主要特征。Sr变质合金蚀孔深、横向腐蚀缝不发达。而Na变质合金蚀孔略浅,但横向腐蚀缝相当发达。480h后Na变质合金中横向腐蚀缝趋于相互贯通导致剥蚀发生。Na变质合金与Sr变质合金腐蚀行为的差异可能与合金组织中枝晶!的排列位向有关。     

Al-P中间合金对共晶和过共晶Al-Si合金的变质机制

探讨了Al—P中间合金对共晶及过共晶Al—Si合金的变质特点,P在Si相中的存在形式、分布规律及变质机制．实验表明,Al—P中间合金可有效地细化过共晶Al—Si合金中的初晶Si,使该合金的σb．20℃和δ20℃分别提高19．0％和125％．对共晶型Al—Si合金而言,Al—P中间合金可促使析出细小的初晶Si,获得过共晶型组织,并将针片状的共晶Si变为短杆状,从而使该材料的σb,20℃和σb,300℃分别提高11．1％和18．9％．Al—P中间合金加入到过共晶Al—Si合金中,P主要以AlP形式存在于初晶Si内部;加入到共晶Al—Si合金中的P分别以AlP和原子态P存在于Si相内．P对过共晶Al—Si合金变质是以AlP异质形核机理为主;而P对共晶Al—Si合金的变质是以AlP异质形核和原子态P影响Si相形态两种机制共同作用的结果．     

变质处理对Al-20%Si合金显微组织及切削性能的影响

采用P、P+RE、P+Sr分别对Al-20%Si合金进行变质处理,研究了不同变质剂、变质温度和变质时间对Al-20%Si显微组织以及变质处理对切削性能的影响。结果表明,采用变质剂P在760℃,变质1 h时,变质效果较好,有效的改善了Al-20%Si的切削加工性。     

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.     

梯度强磁场下Al-18%Si合金中初晶硅的细化

实验研究了梯度强磁场下Al-18%Si(质量分数)合金中偏聚初晶硅的形貌及晶粒尺寸的变化.无磁场时初晶硅为粗大的板条状或五星状;施加梯度磁场时偏聚初晶硅呈弥散分布的等轴多边形,初晶硅显著细化.当磁化力维持不变时,偏聚初晶硅晶粒尺寸随磁场强度的增大而减小,晶粒数密度随磁场强度的增加而增大.实验结果预示,强磁场影响Si原子扩散.对磁场抑制扩散及初晶硅颗粒的受力进行了分析,较好地解释了实验结果.     

Al-Ba中间合金及其对共晶Al-Si合金的变质处理

制备出一种新型的Al-Ba中间合金变质剂，并探讨了它对Al-Si合金的变质处理效果。试验结果表明，Al-Ba中间合金对共晶Si的变质效果与Al-Si合金相当，可以使共晶Si由片状变为珊瑚状，显著改善Al-Si合金的显微组织。另外，用Al-Ba中间合金与A1-P中间合金同时对Al-Si合金进行变质处理时，还可达到双重变质效果。同时，用Al-Ba中间合金时，变质持效时间比钠盐变质剂更长久，显示出较好的应用前景。     

复合变质对Al-20%Si合金耐磨性能的影响

在不同P、RE添加量下对P-RE复合变质和未变质的过共晶铝硅合金的耐磨性进行了研究。结果表明:P-RE复合变质明显提高了合金的耐磨性,当加入0.08%P和0.6%RE时,合金的耐磨性达到最佳,磨损失重量从未变质的5.2mg降低到4.225mg,减少了19%。磨损主要为磨粒磨损,磨粒来源是硅相的破碎剥落。合金耐磨性能的改善与复合变质引起的共晶硅和初晶硅颗粒的细化和合金强度、塑性的提高有关。     

Al-5Ti-1B和Al-P中间合金对Al-Si合金的联合变质作用

研究了Al-5Ti-1B和Al-P中间合金对Al-Si活塞合金组织和性能的影响。结果表明，加入0．2％Al-5Ti-1B中间合金能使经Al-P中间合金变质过的ZL109合金的共晶团和初晶硅进一步细化，抗拉强度也明显提高。随着Al-5Ti-1B加入的增加这种细化作用逐渐减小，当Al-5Ti-1B的加入量为2％时甚至使ZL109中的初晶硅变粗，抗拉强度也随之降低。     

Al-8Ti-2C对Al-P中间合金变质效果的促进作用

研究了自制Al-P中间合金对共晶及过共晶Al-Si的变质作用，发现该Al-P中间合金对共晶及过共晶Al-Si合金都具有优良的变质效果。同时还发现，当铝合金熔体中加入Al-8Ti-2C中间合金时，Al-P中间合金对两类Al-Si合金的变质效果会增强。当Al-24Si合金中TiC含量为0．03％(以Al-8Ti-2C中间合金方式)时，初晶Si的平均尺寸由原来的47μm细化为41μm，最大尺寸由原来的75μm降为55μm；加入Al-P中间合金和TiC颗粒50min后，就可以出现变质效果，时间再延长，变质效果也不会有更大的提高。当Al-12Si合金中TiC含量为0．03％时，初晶Si的平均尺寸由原来的50μm变为30μm。     

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。     

过共晶 Al-Si 合金的变质处理

研究了不同变质剂Ｐ、Ｓ、ＲＥ以及Ｐ与Ｓ、Ｐ与ＲＥ对过共晶Ａｌ－Ｓｉ合金的变质效果。结果表明：Ｐ与ＲＥ联合变质的变质效果最佳,既能细化初生硅,又能细化共晶硅。经Ｐ－ＲＥ联合变质的过共晶Ａｌ－Ｓｉ合金,抗拉强度可达２８２ＭＰａ,耐磨性明显优于ＺＬ１０８。     

变质剂Al-Sr中间合金的制备及其变质效果

用对掺法制备Al-Sr中间合金。试验表明，要获得锶的高实收率、锶的最佳加入温度应为780－850℃，不宜用含氯或氟的精炼剂精练，锶应以小块状加入。用自制的Al-Sr中间合金对ZL101铝合金进行变质处理，试验表明，Al-Sr中间合金能使Al-Sr合金中的硅相从粗大的针、片状转变成细小的纤维状，铝相电得到细化，变质效果长达5h。     

Al-Ti-B和Al-5%Sr中间合金对轮毂铝合金的晶粒细化和变质作用

采用不同处理状态的Al Ti B中间合金和Al 5 %Sr中间合金 ,对轮毂铝合金Al 7%Si 0 35 %Mg进行晶粒细化和变质处理。在Instron 85 0 2 - 3411型液压伺服疲劳试验机上测试被处理合金的抗拉强度和伸长率。结果表明 :Al Ti B中间合金可有效地细化Al 7%Si 0 35 %Mg合金 ,加入 0 0 6 %Ti即可使合金获得良好的细化效果 ;Al 5 %Sr中间合金可有效地对Al 7%Si 0 35 %Mg合金进行变质 ,加入 0 0 2 %Sr即可使合金获得良好的变质效果 ;快速凝固和热变形处理可有效地改善Al Ti B的晶粒细化效果和Al 5 %Sr的变质效果 ,在获得相同的晶粒细化和变质程度的情况下 ,使Al Ti B和Al 5 %Sr中间合金的加入量减少约 5 0 % ,并使Al 7%Si 0 35 %Mg合金的力学性能有所提高     

变质工艺影响过共晶Al-Si合金初晶硅细化的研究

研究了磷变质时,变质剂、变质温度、变质时间、浇注温度等工艺参数对过共晶Al-Si合金初晶硅细化的影响。结果表明,上述工艺参数严重影响初晶硅的变质效果。当采用赤磷 铝粉 熔剂变质时,磷较易被吸收,变质后,合金中初晶硅含量较高。采用磷变质A390合金的最佳变质温度为800℃,变质后初晶硅组织分布均匀,平均晶粒尺寸约为13μm。高于此温度,初晶硅晶粒发生长大;低于此温度,初晶硅发生聚集。磷变质的最佳变质时间为20~30分钟。浇注时,800℃的铸造组织最佳,降低浇注温度,初晶硅晶粒严重聚集;升高浇注温度,晶粒变粗。