冷却速度对过共晶铝硅合金凝固组织和耐磨性能的影响

试验研究了在不同的冷却速度下凝固的Al-20%Si和Al-30%Si(质量分数,下同）合金的组织和耐磨性。实验结果表明,冷却速度对过共晶铝硅合金的凝固组织和耐磨性能有显著的影响。随着冷却速度的增加,Al-20%Si和Al-30%Si合金的凝固组织组成,初生硅的形貌和尺寸都发生明显的变化：冷却速度小于0．1K/s 的炉冷试样和冷却速度小于1K／s耐火砖型铸造试样的凝固组织由（α＋Si)共晶和初生Si相组成,初生Si相呈粗大的片状,共晶Si呈针状;冷却速度约10K/s的金属型铸造试样的凝固组织由（α＋Si)共晶,枝晶状α相和初生Si相组成,初生Si相为块状或长条状,共晶Si呈细小的针状,并且凝固组织中出现的枝晶状α相;凝固速度为（10^3-10^5)K/s的过喷粉末的凝固组织也是由（α＋Si)共晶,枝晶状α相和初生Si相组成,初生Si相为块状,而喷射沉积快速凝固Al-20%Si和Al-30%Si合金的沉积组织都是由Si相和α相组成,细小的Si相均匀分布在α基体中。随着冷却速度的增加,Al-20%Si和Al-30%Si合金的凝固组织中初生硅的尺寸明显减少,磨损机制发生变化,合金的耐磨性显著增加。     

二元过晶铝硅合金的组织与性能研究

采用了Ｐ、Ｓｒ、Ｃｅ三种变质制剂，对含硅量为１３％－２１％的二元过共晶铝硅合金进行了变质处理，证明磷具有最佳的变质效果，可使初晶硅的晶粒度减小一半以上。变质后的合金中，随着硅合金的增加，初晶硅的晶粒度变化不大，合金的塑性和强度下降，随着变形量的增大，初晶硅的晶粒显著减小而数量明显增多，塑性明显改善。     

Al—Si合金的区晶共生区及组织形成规律

本文利用定向凝固、金相、电子显微技术及Ｘ射线择优取向分析等手段对Ａｌ－Ｓｉ合金的组织形态、相结晶特性等与凝固条件的依赖关系进行了研究并定量获得了低温度梯度下（Ｇ＝４５℃／ｃｍ）Ａｌ－Ｓｉ合金的共晶共生区，实验表明：Ａｌ－Ｓｉ合金的共晶共生区形态十分复杂，随凝固速度的提高，共生区变得狭窄并向富Ｓｉ方向倾斜，共生区的复杂性相关于合金组织对凝固条件的敏感性，而形貌的多样性取决于共晶相本身的结晶学特。当存     

电磁搅拌Al—24%Si合金的显微组织

在常规凝固条件下,Al-24%Si过共晶合金中的初生Si为粗大的板片状,经过激烈的电磁搅拌,初生Si得到明显细化,分布均匀,绝大部分初生Si呈球团状或块状;搅拌功率越大,初生Si越细小和圆整,P变质可以强化电磁搅拌效果,在电磁搅拌条件下,Al-24%Si过共晶合金中的初生Si得以细化和球团化的主要原因是：电磁搅拌引起合金熔体对初生Si的机械破碎,摩擦作用,抑制初生Si择优生长作用,促进初生Si熟化和变质细化作用。     

机械振动对倾斜冷却板法制备亚共晶铝合金半固态组织的影响

采用自制的振动倾斜冷却板装置,研究了机械振动对A356铝合金半固态组织的影响.结果表明,与倾斜冷却板上不施加振动相比,施加振动获得的组织中初生α-Al相的非枝晶球状或粒状更多,更均匀、细小,且获得该组织的最佳浇注温度范围更宽.与逆向施加振动相比,顺向振动所获得的非枝晶组织中包含有较多的蔷薇状晶体,而且球状或粒状晶体较粗大,不均匀.振动形成大量游离等轴晶,以及振动对流所引起的晶粒运动导致晶粒在各个方向逆向均匀生长是A356铝合金半固态非枝晶组织形成的主要原因.     

半固态过共晶Al-Si合金显微组织中近球形α相形成机理的研究

在电磁搅拌法制备的半固态过共晶Ａｌ－Ｓｉ合金的微观组织中发现了大量的近球形α相,实验证明,这种近球形α相是在共晶温度５７５℃以上开始同的。并且在重新加热至固液两相区５７５－５９０℃内保温一段时间后,这种近球形α相仍然存在,理论分析表明,在电磁 电磁搅拌产生的局部微区的高压作用下,过共晶Ａｌ－Ｓｉ合金熔体中Ａｌ原子偏聚团发生合并、长大而形成α相晶核,并且α晶核生长在电磁搅拌的作用下成为近球状。     

共晶Al—Si合金结晶过程的热力学分析

对共晶Al-Si合金的结晶过程进行了热力学分析。分析结果表明,共晶结晶时硅之所以成为先析出相,铝硅合金之所以存在伪共晶,都有其热力学原因。最后得出结论:为了提高质量,对Al-Si合金进行精炼以除去气体和夹杂物,是完全必要的。     

半固态Al-24Si合金的组织和性能研究

在常规凝固条件下,Al-24Si过共晶合金中的初生Si为粗大的板片状。经过激烈的电磁搅拌,初生Si得到明显细化,分布均匀,绝大部分初生Si呈球团状或块状;电磁搅拌还使凝固组织中出现大量的近球状先共晶α-Al。与金属型铸造的Al-24Si过共晶合金的力学性能和耐磨性能相比较,电磁搅拌和触变成形的Al-24Si过共晶合金的力学性能和耐磨性能都有大幅度的提高。     

熔铸法生产的磷变质剂对过共晶铝—硅合金组织和性能的影响

研究了熔铸法生产的磷变质剂对过共晶Ａｌ－Ｓｉ合金组织和性能和影响，并与传统的Ｃｕ－Ｐ合金变质剂进行了对比。结果表明，熔铸法制备的Ａｌ－Ｃｕ－Ｐ变质剂细化晶粒和提高机构性能的作用远优于Ｃｕ－Ｐ合金。     

过共晶铝硅合金在旋转磁场下的凝固组织

研究发现，旋转磁场对过共晶铝硅合金的初生硅有良好的细化作用，而且旋转磁场与变质剂联合作用时效果佳。旋转磁场使试样表层出现初生硅富集，提高了合金的耐磨性。     

Sr对Al-13%Si合金共晶凝固冷却曲线特征温度的影响

在冷却速度约为2℃/s条件下,考察了不同Sr量对Al-13%Si合金共晶凝固冷却曲线特征温度的影响。结果表明,随着Sr含量增加,形核温度TN、再辉前最低温度TM与再辉温度TG降低,共晶过冷度!TE增加,共晶团细化;分析认为,Sr的加入改变了-αAl Si共晶体的形核和生长,一方面,使TN与TM值下降,在凝固过程中,形核过冷度显著增大,因而潜在的形核基底被激活,导致形核率提高,共晶体晶粒数增多,另一方面,"TE=TE-TG(TE为共晶反应平衡温度)增大,表明Sr抑制了共晶体的生长。二者的共同作用导致共晶团细化。     

铸造Al-Si合金Sr变质处理过程中共晶硅形态的渐变行为

通过光学显微镜和SEM考察了共晶硅形态与大小随Al-11.6%Si合金中Sr量的变化.研究发现共晶硅从片状转变成纤维状的过程并不是突变的,而是一个渐变过程,共晶硅的形态存在一个介于二者之间的中间态,具有明显的弯折与分叉,同时也具有纤维硅的特征.随着合金中Sr量的增加,共晶过冷度增大,同时孪晶边界能降低,使得硅相产生弯折、分叉,硅相形态不断向纤维化转变.     

稀土La(镧)对Al-Si共晶合金性能的影响

在Al-Si共晶合金中加入不同含量的稀土元素La，研究其流动性及热处理后的力学性能。结果表明，含0．2％ La(质量分数，下同）的合金流动性较好，铸态时硬度和强度较高，淬火后，180℃时效4h，稀土La含量为0．2％－0．3％的合金表现出良好的综合力学性能。     

稀土钕变质(保温)时间对共晶成分Mg-Al合金凝固组织的影响

通过模拟AZ91镁合金半固态液相凝固后期的成分，分析了共晶成分镁铝合金添加稀土元素Nd后，不同变质保温时间下铸态显微结构的变化。结果表明，加入0．4％Nd（质量分数，下同）的合金，变质保温4．5min时，初晶α相较未变质的明显增多：6min时同时出现花瓣状α相、高Al含量树枝状α相；9．5min时花瓣状初晶α相已经消失，高Al含量树枝状α相发达粗大，布满整个断面，而共晶随之减少。对于高Al含量的树枝状α相，Al含量达到47．56％，远远超过了Al在Mg中的平衡固溶极限12．7％。     

稀土元素Nd对共晶成分镁铝合金组织的影响

模拟AZ91镁合金半固态液相凝固后期的成分,分析了共晶成分镁铝合金添加不同含量的稀土元素Nd后,铸态显微结构的变化。结果表明:Nd的加入明显改变了合金的组织,增加了初晶α相的含量,细化了β相并减少了β相的量。随着稀土Nd加入量的增加,在Nd的加入量为0.4%时,所得的组织最好;从0.8%Nd开始出现明显转折,随着Nd加入量的增加,细化效果反而变差。     

钡对共晶铝硅合金组织和性能的影响

用含钡合金对共晶铝硅合金（ＺＬ１０９）进行变质处理，观察了钡的加入量、变质作用时间以及重熔次数等对合金组织和性能的影响。结果表明：钡在一定剂量范围内对共晶硅有良好的变质作用，同时具有良好的抗变质衰退能力和重熔特性，变质合金可获得较高的强度。借助扫措电镜和波谱仪对钡变质共晶硅的空间形貌和钡元素的分布状况进行了观察，并以此讨论钡的变质作用机制。     

共晶硅的变质

文章综述了共晶硅的变质机理及常用变质元素的特性.最为人们接受的硅的变质机理是Lu和Hellawell提出的杂质诱发孪晶假说.Na变质能力强,但存在变质衰退快及过变质等问题.Sr具有较好的变质能力,同时变质有效期长,没有明显的过变质问题,其变质孕育期的长短主要与合金中的磷的含量有关.Sb变质具有长效性,重熔后仍然具有变质的能力,但变质效果较差,其变质机理与Na和Sr不同.     

非平衡凝固条件下Zn-5Al合金的组织形成

对Zn-5Al合金采用液淬凝固和定量金相统计试验,考察了合金在非平衡冷却凝固过程中组织的形成和转变。研究表明:合金在非平衡凝固下析出初生富铝相α,它随着冷却速度的提高是逐渐减少的;初生相逐渐从胞状向树枝状转变。Zn-5Al合金在非平衡凝固条件下因析出初生相而获得亚共晶组织,冷速较大时共晶组织皆无明显的共晶核心,并且共晶层片组织逐渐变细,有的甚至无法看到,只有在共晶团搭界处才可看出明显的层片,共晶团内部的共晶层片基本呈无序状态。通过对本试验结果探讨,定性得到了锌铝合金共晶共生区相图,为以后研究Zn-5Al合金在非平衡凝固条件下凝固结晶提供了一些参考。     

钛硅共晶系合金结晶过程与微观形貌

观察和分析了钛硅共晶系合金的共晶结晶过程以及微观组织中Ti5Si3相的典型形貌.结果表明,亚共晶与共晶钛硅合金中Ti5Si3相在共晶析出时均生长成棒状甚至颗粒状.更细致的观察发现,Ti5Si3相的截面形貌为六角形,具有光滑的120°夹角界面,而且中心部位嵌有非共格的球形α-Ti颗粒.同时,Miedema理论计算结果表明,Ti5Si3相比β-Ti相具有更负的生成热,是钛硅共晶系合金中两相共晶时的领先相.     

Co79.5Sn20.5合金结构及等效磁导率的变化

使用DSC分析Co79.5Sn20.5合金在降温过程中的热量变化,并使用自主设计的等效磁导率测量仪测量此合金在降温过程中等效磁导率的变化情况。当Co79.5Sn20.5合金发生结构变化时,其热量和等效磁导率都存在明显的突变。研究Co79.5Sn20.5合金在固态的无序-有序相变过程中结构及等效磁导率的变化,比较不同物理性质对合金结构变化的表征情况的结果表明,合金等效磁导率的变化可以表征其液-固相变、居里转变以及固态相变等结构转变。