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。     

电磁场对Al-18%Si合金凝固组织的影响

研究了在Al-18%Si过共晶铝合金凝固过程的不同温度施加不同的磁场,对合金凝固组织的影响。结果表明:随着施加直流磁场温度的降低,初生Si变得越来越长,共晶组织也变得越来越细密;随着施加交流磁场温度的降低,初生Si变得越来越粗大,共晶组织无明显变化。     

静磁场对铝硅合金Na变质处理的影响

分别对亚共晶Al-6Si合金和共晶Al-12．6 Si合金进行Na变质处理，发现对于亚共晶Al-6 Si合金，重熔使N。变质失效，而施加静磁场条件下，重熔没有使Na变质失效。对于共晶Al-12．6 Si合金，同样在变质剂反应温度保温20min，施加静磁场的条件下，共晶硅细化，并呈现一定程度的粒状化，其变质效果明显优于不施加静磁场的情况。延长保温时间至40 min，不施加静磁场时出现了变质衰退现象。但在施加静磁场条件下，变质衰退现象相对较轻，即静磁场具有延长变质有效时间的作用。分析认为这是静磁场抑制对流作用的结果。     

Study of Melt Thermal-Rate Treatment and Low-Temperature Pouring on Al-15%Si Alloy

Under the condition of melt thermal-rate treatment (MTRT) and low-temperature pouring (LTP), the tensile properties of Al-15%Si alloy are improved, the average size of primary Si is refined to about 20 μm from about 50 μm, and eutectic silicon can be well modified. The ultimate tensile strength and elongation are 201 MPa and 3.5%, and these values increase by 12% and 25%, respectively, compared with that obtained by conventional casting technique. The Al-15%Si alloy modified with Sr and RE additions was also studied for comparison purposes. The tensile properties of the Al-15%Si alloy treated with MTRT + LTP are superior to those modified with Sr or RE addition individually. The eutectic growth temperature difference between modified and unmodified melts was used to indicate the modification level. The modification effect of MTRT + LTP on Al-15%Si alloy is better than that modified with Sr or RE addition.     

The effects of Sc on the microstructure and mechanical properties of hypo-eutectic Al−Si alloys

The eutectic Si microstructure in Al-8.5wt.%Si alloy was changed from large flakes to fine lamellar when the Sc amount in the alloy reached 0.2 wt.%. 0.8wt.%Sc was optimal in terms of attaining the best modification effect. Study on the distribution of the modifiers and measurement of the surface tension of Al-8.5wt.%Si alloy melt with added Sr, Na, and Sc modifiers, respectively, reveals that Sc modifies eutectic Si by a decrease of surface tension, while Sr and Na modify eutectic Si mainly by an impurity-induced twinning mechanism. Al-8.5wt.%Si-0.4wt.%Sc alloy displayed approximately 50 and 70% increases in tensile strength and elongation, respectively, over Al-8.5wt.%Si alloy in the cast state. It also presented approximately 65 and 70% increases in tensile strength and elongation, respectively, over Al-8.5wt.%Si alloy at a ppt heat-treated state at 200°C for 3 h.     

Al-20％Si中间合金对Al-Si合金共晶Si变质行为的影响

研究了Al-20％Si中间合金对铸造Al-Si合金显微组织的影响.结果表明:向Al-Si合金熔体中加入1％的Al-20％Si中间合金,Al-7％Si合金中的共晶Si由粗大的板片状变为细密的纤维状或点状,变质效果较好,而对共晶Al- 12％Si合金的变质效果较弱;浇注温度对合金显微组织影响较大,适当降低浇注温度,有利于铸件组织的细化;变质温度越低越有利于颗粒状Si相成为形核核心,抑制枝晶组织的形成长大;在变质温度为650℃时,Al-20％Si中间合金对Al-7％Si合金变质有效时间是3h左右.     

Sr对Mg-4%Si合金中Mg2Si的变质作用

研究Sr对过共晶Mg-4%Si（质量分数）合金中Mg2Si相的变质作用与机理。Mg-4%Si合金中存在多面体形初生Mg2Si相与汉字状共晶Mg2Si相。添加Al-10%Sr可以明显细化初生Mg2Si相,同时可以将共晶Mg2Si相由汉字状变质为多面体状或者纤维状。对初生Mg2Si相的细化作用主要是由凝固过程中含Sr颗粒的异质形核作用引起的,而对共晶Mg2Si相的变质作用是由在凝固过程中熔体中的Sr原子在Mg2Si晶体生长表面富集,从而改变了其生长优势所致的。     

Bi对Al-18%Si合金微观组织与力学性能的影响

研究不同的Bi含量对过共晶Al-18%Si合金微观组织与力学性能的影响.试验表明,Al-18%Si-x%Bi(x=1,2,3,4,5)合金中,大部分Bi在基体中以小颗粒状弥散均匀分布,局部出现Bi的聚集;同时,Bi的加入对合金中的共晶硅起到一定的细化作用;随着Bi含量的增加,共晶硅组织由粗大针片状变成短杆状,当Bi含量达到3%时,共晶硅转变为均匀分布于基体的蠕点状,当Bi含量为4%或5%时,共晶硅没有进一步的细化.另外,力学性能和摩擦试验研究发现:Al-18%Si-3%Bi合金的抗拉强度由Al-18%Si合金的168 MPa提高为189 MPa,摩擦系数由0.4372降为0.3879,磨损量仅为不含Bi的20%.     

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。     

稀土对过共晶Al-Si合金P变质效果的影响

研究了加入稀土元素La对P变质Al-18Si合金中Si的形态及尺寸的影响，结果表明：稀土元素La的加入优化了P的变质效果，在细化初晶Si的同时变质了共晶Si，并且明显减缓了P变质初晶Si的粗化趋势，使变质效果至少可维持6h以上，通过扫描电镜测定了稀土元素La在合金中的分布，并分析讨论了稀土元素La对P变质效果影响的机理和作用。     

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。     

过热温度和时间对Al-21%Si合金凝固组织的影响

将0.5 g初始铸态Al-21%Si合金真空封装于14 mm的石英管中,分别在750、800、850和900℃温度下重熔并保温不同时间后水冷,采用光学显微镜分析Al-21%Si合金凝固组织。结果表明:Al-21%Si合金在750～850℃重熔保温20 min后初晶硅比初始铸态合金中的更大,但随着重熔温度的升高,初晶硅的颗粒尺寸逐渐减小,900℃温度下重熔时效果最好;在750℃重熔后初晶硅反而变粗,保温时间对初晶硅颗粒的尺寸影响不明显;在相对较慢的石英管水冷条件下,Al-21%Si合金中的共晶硅比初始铸态组织中的共晶硅更加细小;在750～900℃温度范围内保温不同的时间后,初晶硅的颗粒尺寸基本在25～43μm范围内波动;在800、850和900℃保温时均出现了不同生长程度的五瓣星形初晶硅组织。     

磁场和变质处理对初晶Si形状和分布的影响

不施加静磁场条件下，Al—18Si合金的凝固组织中的初晶Si相集中在试样周边，有粗长的板条状的初晶Si，中心部分是共晶组织。施加径向静磁场，在试样整个横断面上都分布有块状的初晶Si，但初晶Si大小和分布不均匀。径向施加静磁场并添加磷盐变质剂，初晶Si呈块状且更加细化，大小和分布都很均匀。     

电热法生产过共晶Al-Si合金的组织与性能研究

对电热法生产铝硅合金配制的Al-20Si合金进行了P-RE复合变质处理,对变质后的微观组织和力学性能进行了分析.结果表明,合金经复合变质后,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;其抗拉强度由182MPa提高到205MPa,提高12.6%了,其伸长率由0.22%提高到0.26%,提高了18.2%.然而与纯铝配制的过共晶铝硅合金相比,其抗拉强度和伸长率都相对较低,原因在于电热法生产铝硅合金配制的过共晶铝硅合金中Fe含量较高.     

P-RE复合变质对Al-20Si合金组织、断口形貌的影响

以过共晶Al-20Si合金为研究对象,分析了P-RE复合变质剂的变质机理,测试了室温下铸态A1-20Si合金的拉伸性能,并对拉伸断口做了深入分析.试验表明,Al-20Si台金变质后,初生Si和共晶Si均得到明显细化,初生Si转变为近球形,共晶Si细化为粒状和短棒状.尺寸分别从100 μm以上减小到10～15 μm和1μm以下;室温拉伸试验表明,变质后台金强度提高了一倍.变质后Al-20Si合金的断口由细小的解理面和解理面之间的撕裂棱、韧窝组成,解理台阶之间聚集有大量韧窝带.     

原位观察共晶硅对Al-20%Si合金裂纹形成与扩展的影响

采用共聚焦激光扫描显微镜原位观察了Al-20%Si合金在拉伸过程中裂纹形成与扩展过程,研究了共晶硅对Al-20%Si合金裂纹形成、扩展的影响。结果发现:随固溶温度升高,Al-20%Si合金共晶硅粒化效果显著。铸态Al-20%Si合金拉伸过程中在针状共晶硅处容易产生裂纹,且裂纹主要在共晶硅之间扩展。经560 ℃固溶6 h,190 ℃时效10 h后,合金中针状共晶硅完全转变为颗粒状,有效降低了裂纹扩展速度,合金的抗拉强度和塑性明显提高。     

An Al-12Si/ZnS powder inoculant for eutectic silicon in Al-12Si alloy

To obtain high-performance Al-Si-based cast alloys,refinement and modification of Si phases are required.An Al-12Si/ZnS powder inoculant was designed and fabricated using a chemical bath deposition method.The efficiency of the inoculant for modifying the eutectic Si phase in as-cast Al-12Si alloy was studied.Results show that Al-12Si/ZnS powder can significantly refine the eutectic Si in Al-Si cast alloys.The best refinement effect for eutectic Si is achieved with 17.5wt.%Al-12Si/ZnS powder.Coarse long needle-shaped eutectic Si with a length of 18μm was modified into approximately spherical shape with a diameter of 6.53μm,which is evenly distributed throughout the alloy.The E2EM model calculation indicates that the inter-plane misfit(F_p)and inter-atomic spacing misfit(F_r)between ZnS and Si are all less than 0.5%,which confirms that ZnS is a potential nucleation site for Si phase.The hardness,tensile strength,and elongation of Al-12Si alloys modified with 17.5%Al-12Si/ZnS powder increase 6.30%,16.18%and 55.45%,respectively,compared to the unmodified Al-12Si alloy.The fracture behavior of the alloy with 17.5wt.%Al-12Si/ZnS powder is dominated by transgranular fracture supplemented by intergranular fracture.     

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] .…     

交流电磁场对Al-7%Si亚共晶合金凝固组织的影响

研究了在交流磁场下凝固的Al-7%Si合金晶内Si溶质元素含量及凝固组织的变化。实验结果表明:与未施加磁场的试样相比,整个凝固过程施加交流磁场,Al-7%Si合金Si在晶粒内部的含量增加,仅在凝固前期施加交流磁场的样品中,晶内Si含量差别不大。此外,在固相线温度以上(680、630、600℃)开始施加交流磁场,初生α-Al为蔷薇状,在固相线以下开始施加交流磁场,初生α-Al为树枝状。     

La对Sr变质Al-9Si-Cu合金组织及冷却曲线特征的影响

研究了La添加量对Sr变质Al-9Si-Cu合金组织及冷却曲线特征的影响。结果表明,随La含量的增加(0~0.8%时),初生α-Al相尺寸减小,冷却曲线上的初生α-Al相生长最低温度Tmin-α和最高温度TG-α升高;La含量较低时(0.1%~0.2%),明显增强共晶Si的变质效果,冷却曲线上的共晶最低温度Tmin-si和最高温度TG-si降低,共晶再辉温度(ΔTR-Si)值增加;La含量较高时(0.4%~0.8%),共晶Si的变质效果变差,Tmin-si、TG-si和ΔTR-Si减小;ΔTR-Si与共晶Si变质效果有良好的对应关系,ΔTR-Si值越大,变质效果越好。