冷却速率和Er-Zr含量对Al-7Si-0.3Mg合金共晶组织的变质作用

采用复合添加Er、Zr元素变质处理了Al-7Si-0.3Mg合金,通过控制冷却速率和Er、Zr元素添加量来变质合金中粗大的针片状共晶硅相。采用金相观察、扫描电镜、透射电镜、X-射线衍射及能谱分析等测试分析手段研究了Er、Zr元素对Al-7Si-0.3Mg合金中共晶硅相的变质作用,并探讨了Er、Zr复合变质机理。结果表明,当添加0.15wt%Er和0.15wt%Zr时,合金中的共晶硅相得到明显细化,不同的冷却速率也能显著改变共晶硅相形貌。当冷却速率为250～300℃/s并添加0.25wt%Er和0.25wt%Zr时,合金中共晶硅相变质为细小的纤维状。     

锑对铝硅合金变质效果的炉前快速热分析研究

利用炉前快速热分析系统研究了锑(Sb)对Al Si7Mg合金中共晶硅的变质效果。借助热分析曲线和金相组织,研究了Sb的不同加入量及保温时间对合金的影响。与未变质时相比,加入0.1%~0.25%Sb后,合金的共晶生长温度TEG分别降低5.0~7.8℃,并出现明显的共晶再辉温升。保温时间由0.5 h增加至2.5 h,共晶硅相逐渐变短。当合金以较慢速度冷却时,Sb变质后的共晶硅在厚度方向上有一定程度的减小,而提高冷速会使变质效果显著提升,共晶组织呈现纤细的短棒状甚至近球形。Sb的加入会增加合金液相的过冷倾向,当变质剂含量增至0.2%后,少量Sb会以Mg_3Sb_2的形式在晶界析出。     

Sb变质对铝硅合金组织的影响

研究了较高含量的Sb元素作为变质剂对亚共晶铝硅合金与过共晶铝硅合金组织的影响。结果表明,大量的Sb元素对Al-5%Si和Al-10%Si亚共晶铝硅合金中共晶硅有很好的细化作用,使共晶硅厚度减小,AlSb作为异质核心,使共晶硅数量增加。但较高含量的Sb对Al-20%Si过共晶铝硅合金的细化产生了不利影响,使初晶硅变得粗大,出现了偏析,因此对过共晶铝硅合金进行Sb变质时,应与P变质剂作复合变质剂用。     

过共晶铝硅合金变质处理的研究进展

综述了过共晶铝硅合金变质处理及其细化变质机理的研究进展.采用含磷化合物或含磷合金等细化变质处理过共晶铝硅合金中的初晶硅已取得了良好的效果;变质元素Na、Sr、Ba、Te、Sb、S、Y、Ca、Bi、As、Ce、Nd、RE等元素对共晶硅具有较好的细化变质作用;近年来,同时添加磷和混合稀土复合变质剂,既能细化初晶硅,又能细化共晶硅.寻求具有良好双重变质效果的复合变质剂,深入探讨变质机理已成为今后努力的方向.     

细化变质处理对铸造A356铝合金组织性能及共晶硅生长机制的影响

研究了采用新型Al-5Ti-1B-1RE中间合金和Al-10Sr中间合金对A356铝合金进行单一或复合细化变质处理后的组织、力学性能和共晶硅生长机制的影响。结果表明：单一细化变质处理中Al-5Ti-1B-1RE中间合金对A356铝合金中α-Al相有明显的细化作用,合金的强度和维氏硬度显著提高;Al-10Sr 中间合金对共晶硅有强的变质作用,合金的伸长率明显提高;而经复合细化变质处理后α-Al相形状和尺寸变得更均匀细小,晶界更清晰,共晶硅相几乎都转变成更弥散、更细小的纤维状,片层状共晶硅也几乎完全消失,共晶硅长度由铸态40-60 μm降低到1-2 μm之间,达到完全变质效果,其力学性能显著高于铸态、单一细化变质剂处理的A356铝合金。未细化变质的A356铝合金中的共晶Si的生长方式为典型的小平面台阶生长,复合细化变质处理的共晶硅以孪晶凹槽机制生长为主,小平面生长特征逐渐减弱直至消失。     

共晶铝硅合金Sr,RE以及P变质处理的研究

对共晶铝硅合金进行了Sr、RE以及P变质处理的研究。结果表明,锶变质处理后达到最佳变质效果有一定的时间,本实验为90min,其后又有变质衰退现象;稀土是一种良好的变质剂,但Sr、RE复合变质同其单一变质相比,效果差别不明显;P变质对共晶组织也有明显的影响,它可使共晶点左移,从而在共晶成分时也可析出初晶硅,使共晶硅的数量减少,同时共晶硅较为粗大。     

稀土和磷复合变质对Al-21%Si合金组织和耐磨性的影响

以过共晶Al-21％Si合金为研究时象，分析磷、稀土复合变质时合金组织和磨损性能的影响，并对其磨损机理进行了探讨。结果表明：复合变质后粗大块状、条状的初晶硅尺寸明显细化，粗大针状的共晶硅变为短杆状或颗粒状。P、RE时初晶硅均有细化作用，P的细化作用较强。当加入0．9％RE＋0．08％P时初晶硅细化效果最佳，初晶硅从66．4μm细化到23．3μm；RE对共晶硅的变质作用较显著，稀土含量为0．6％时，共晶硅平均尺寸从8．3μm细化到5．2μm。磨损试验结果表明：合金的耐磨性不仅与初晶硅颗粒尺寸和分布有关，而且受基体中共晶硅形态影响，磷、稀土复合变质剂配比为0．06％P＋0．6％RE时，耐磨性最好；其室温润滑磨损机理以磨粒磨损和粘着磨损为主；干摩擦高速磨损条件下，主要磨损形式为氧化磨损和粘着磨损。     

P-RE复合变质对A392合金中初晶硅的影响

通过SEM、XRD等分析手段研究了A392合金的P-RE复合变质效果,重点研究了RE元素在A392合金中的形态、分布及其对初晶硅的细化变质机理.结果表明,使用0.08%的P、1.1%的RE复合变质时效果最好,初晶硅平均直径达到19.4μm.RE能在P细化的基础上进一步细化初晶硅,可能是因为RE在Si生长界面前沿富集,阻碍Si原子的扩散,加大了成分过冷,使其生长界面呈现不稳定状态,限制了初晶硅的长大.过量的RE会导致合金中出现大量的RE富集物,不但会降低初晶硅细化效果,而且还降低合金的力学性能,因此,采用P-RE复合变质时,需要严格控制RE含量.     

电热A392合金的复合变质及性能研究

采用P和RE对电热A392合金进行复合变质处理,在不同P和RE添加量下对合金显微组织和力学性能进行了分析。结果表明,经复合变质后,合金的初晶硅尺寸得到明显细化,共晶硅由长针状变为短杆状或者细小的颗粒状。当加入0.08%P和0.9%RE时,合金的微观组织和力学性能同时达到最佳,合金的抗拉强度和伸长率分别达到248MPa和0.43%,与未变质合金相比,分别提高了35%和39%。     

复合变质对Al-20Si合金冲击性能的影响

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冲击韧度进行了研究.结果表明,P-RE复合变质明显提高了合金的冲击韧度,当加入0.08%的P和0.6%的RE时,合金的冲击韧度达到最佳,合金的冲击韧度从未变质的9.786 2 J/cm2提高到11.009 8 J/cm2,提高了12.5%.冲击断裂机制主要是脆性断裂,也伴随有韧度断裂.合金冲击韧度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.