电脉冲作用下Al-22%Si合金凝固组织的变化机制

研究了在过热Al-22%Si合金熔体中施加电脉冲对其凝固组织的影响,考察了电脉冲频率、作用时间对初生相形态的影响规律.结果表明,经电脉冲孕育的合金凝固组织明显细化,初生硅相由花瓣状向块状转变;示差扫描量热法(DSC)曲线发生变化,初生相凝固点下降了16.78℃,反应焓值降低了4.1J/kg.理论分析表明外场作用下铝硅合金熔体中的大尺度硅团簇发生裂解,从而提高了熔体均匀程度.     

电脉冲孕育处理对Al-5%Cu合金液态结构的影响

利用高温X射线衍射仪对经电脉冲孕育处理的Al?5%Cu合金液态结构进行表征。结果表明：在经电脉冲孕育处理的熔体中,含 Cu 的铝团簇数量明显增加,由于相关原子半径和配位数的减小而使这些团簇呈现某种热收缩状态。这种液相结构将使最终的凝固组织中富Cu相更趋于均匀分布。DSC测试表明,经电脉冲孕育处理的液相在结晶过程中,其过冷度是未处理液相的2.36倍。可以确定,电脉冲处理后的Al?5%Cu熔体中原子团簇的变化与先前提出的纯金属电脉冲孕育处理机理模型存在明显差异。     

基于遗传算法的Al-5%Cu合金电脉冲孕育处理参数优化

以实验为基础,利用神经网络和遗传算法优化Al-5%Cu合金的电脉冲孕育处理工艺参数。神经网络的输入参数为脉冲电压、脉冲时间和电脉冲孕育处理时熔体温度,输出参数是合金凝固组织的晶粒度。在神经网络训练的基础上,采用遗传算法优化神经网络的输入参数。结果表明,神经网络和遗传算法的组合建模获得了较好的优化结果。     

电脉冲孕育处理对Al-5Cu合金热裂的影响

研究了不同电脉冲孕育处理参数对Al-5Cu合金热裂倾向的影响.结果表明,不同电脉冲孕育处理参数均可降低Al-5Cu合金的热裂倾向,处理后该合金热裂临界应力比未处理试样提高了约3倍.合金热裂倾向改善的原因是,电脉冲孕育处理细化了Al-5Cu合金组织,减少了共晶相的数量,缩短了合金凝固温度区间.     

过热度对电脉冲孕育处理Al-5%CU合金凝固组织的影响

研究了不同的过热度对电脉冲孕育处理Al-5％Cu合金凝同组织的影响。实验结果表明：不同的过热度下对Al-5％Cu合金进行电脉冲处理，合金凝同组织均得到一定程度的细化，但过热度不同时细化效果不同。一定温度范围内．熔体温度为740℃时，电脉冲孕育处理细化的效果最好，并分析了过热度影响电脉冲孕育处理Al-5％Cu合金凝同组织的机制。     

电脉冲孕育处理对Al-Cu-Mn合金时效过程的影响

考察了不同电脉冲孕育处理参数对Al-Cu-Mn合金时效过程的影响，结果表明：电脉冲孕育处理加速了A1．5％Cu-0．8％Mn合金时效进程，缩短了时效时间，使合金最大显微硬度较未处理试样提高了13％～17％；但不同的电脉冲参数影响时效过程的程度不同，一定范围内，500V电压，30s处理时间，频率为3Hz的电脉冲参数在740℃处理时，合金时效后的显微硬度最高。     

脉冲电场对KS282合金凝固组织的影响

以KS282合金凝固组织中的初生硅相作为对象,研究了脉冲电场孕育处理对KS282合金初生相形态的影响,分析了扫描电子显微镜(SEM)下组织形态的变化、断口金相,以及DSC曲线中凝固点位置的改变。结果发现,电脉冲孕育处理对多元高硅铝合金有变质作用,增加了合金凝固过程的热力学过冷度,提高了初生硅相形核率。     

电脉冲作用下铝熔体的遗传表征

液态金属的脉冲电场处理是改善金属凝固组织的一种新技术，其发展和应用与金属熔体结构及其相变动力学的研究进展直接相关。通过对电脉冲孕育处理试样的重熔试验，研究了铝熔体在该条件下的遗传特征。宏观组织观察表明一代遗传效应显著，按晶粒度度量的遗传因子在2．8～3．0之间；DSC分析揭示了脉冲电场下熔体结构的变异性，一定程度上验证了记忆载体——团簇在子代间的传递。     

电脉冲孕育（EPM）处理对ZL101合金凝固组织和力学性能的影响

在液态条件下对ZL101合金进行电脉冲孕育处理的试验结果表明：当脉冲处理电压为300V，处理时间为120s，脉冲频率为15Hz时，电脉冲孕育处理后的ZL101合金的凝固组织呈现Na和Sr变质的特征，并表现出良好的抗变质衰退特性，经电脉冲孕育处理的ZL101合金热处理后的力学性能明显提高。     

电脉冲孕育处理对Al-Cu-Mg合金时效影响的价电子理论分析

对在液态下经电脉冲孕育处理的A1-4%Cu-0.8%Mg合金进行固溶、时效处理,研究电脉冲对铝铜合金同溶时效组织性能的影响.结果表明:电脉冲改善了Al-Cu-Mg合金的时效组织.减少了晶界上的低熔点相,使得弥散析出相的析出更彻底.同时运用固体与分子经验电子理论(EET)计算了Al-Cu-Mg合金时效初期过饱和固溶体相结构,从电子结构层次分析了电脉冲孕育处理对Al-Cu-Mg合金时效的影响.结果表明:当脉冲电场作用于合金熔体后,促进了Al-Cu-Mg偏聚结构单元的出现,从而提高了时效效果.     

Al-22Si合金的初晶硅组织细化研究

采用正交实验,研究了在熔炼变质过程中变质剂添加量、变质温度和时间、冷却速度等工艺参数对Al-22Si合金初晶硅尺寸的影响规律.借助OM、SEM、EPMA等方法对初晶硅的形态进行了观察,利用ImagePlus软件对初晶硅颗粒尺寸和粒度分布进行了分析.结果表明:在P添加量为0.02％,变质温度为850℃,变质时间30min,铜模浇注所得的Φ10mm的试样中,初晶硅颗粒最为细小,约21 μm,且分布较均匀.     

富镧混合稀土变质过共晶Al-24％Si合金

采用富镧混合稀土对过共晶Al-24% Si合金进行变质处理,对其微观组织和力学性能进行了研究.实验结果表明:富镧混合稀土不但能有效变质合金中的初晶硅,使其尺寸减小到40μm左右,形状多为规则的多边形;而且对共晶硅的细化更为明显,在初晶硅周围的共晶组织多为短杆状,部分则呈颗粒状,合金经变质后力学性能得到了明显提高.同时,初步探讨了混合稀土的变质机制.     

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。     

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.     

复合变质剂加入顺序对过共晶铝硅合金组织的影响

研究了磷、稀土复合变质剂的加入顺序对过共晶Al-24%Si合金的影响,同时探讨了复合变质机制.试验分析表明:先加入磷,后加入稀土复合变质的合金比先加人稀土,后加入磷复合变质的合金细化效果更为明显,变质后合金初晶硅的平均尺寸由80μm细化为25μm,形状较统一,为板块状分布,共晶硅由珊瑚状细化为短杆状.     

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。     

电磁搅拌与变质对Al-20Si合金初生硅相的影响

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.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,对提高过共晶Al-20Si合金的力学性能有着重要意义.     

变质处理及亚快速凝固对Al-7Si合金组织的影响

通过改变冷却速度及变质处理变质剂的含量对比研究变质处理及亚快速凝固对Al-7Si合金组织的影响。结果表明,亚快速凝固状态下的Al-7Si合金组织得到细化;亚快速凝固条件下,0.02%Sr变质处理效果最佳。     

P-RE对过共晶Al-Si合金组织和性能的影响

采用P和RE对过共晶Al-Si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和测量。结果表明,P和RE复合变质对初晶硅和共晶硅均有很好的变质效果,初晶硅尺寸明显减小且棱角钝化,共晶硅由原来的长针状变为颗粒状。加入(质量分数,下同)0.08%P和0.6%RE时,合金的微观组织和力学性能同时达到最佳,室温和高温抗拉强度分别达到306MPa和187MPa,与未变质合金相比,提高了20%和34%;室温和高温伸长率分别达到0.48%和1.58%,与未变质合金相比,提高了40%和88%。     

变质处理和快速冷却对Al-27Si合金初晶硅细化的研究

采用添加变质剂和快速冷却相结合的方法,改善Al-27Si合金初晶硅的形貌和尺寸,并借助光学显微镜OM、分析软件Image Plus对初晶硅的尺寸、形貌、圆整度、粒度分布等进行了统计和分析。结果表明,细化Al-27Si合金初晶硅尺寸效果较好的变质处理和快速冷却的工艺为:变质剂添加量0.09%,变质温度880℃,变质时间30 min,型腔内径准10 mm的冷却模具。同时得到对初晶硅尺寸的影响因素,由大到小的顺序是:变质剂的添加量>冷却速度=变质时间>变质温度。