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5082铝合金铸轧板材组织的影响

进行了5082铝合金的常规铸轧、静磁场铸轧、交流电场铸轧以及电磁振荡铸轧试验,对比分析各试验条件下获得的铸轧板材的显微组织。结果表明,在5082铝合金板材铸轧过程中施加静磁场可以抑制树枝晶生长、细化晶粒,使晶粒大小分布均匀;施加交流电场使得晶粒分布均匀,但晶粒细化效果不明显,且有助于树枝晶的生长;同时施加静磁场和交流电场,产生电磁振荡效应,使得晶粒细小均匀,晶粒细化效果显著,不再有明显的树枝晶。     

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。     

循环热处理对喷射沉积Al-27%Si合金组织和性能的影响

采用喷射沉积技术制备Al-27%Si(质量分数)合金,研究循环热处理对其组织、残余应力和力学性能的影响。采用Ansys有限元模拟结合X射线检测评估Al-27%Si合金残余热应力的分布和大小。结果表明,喷射沉积Al-27%Si合金由均匀细小的初晶Si和α-Al基体组成,初晶Si的尺寸随热循环温度升高和次数增加而增大。Ansys有限元模拟结果显示喷射沉积Al-27%Si合金增强体Si颗粒受径向拉应力,Al基体受径向压应力,平均残余热应力为121 MPa,小于X射线法测的平均残余应力131.7 MPa。Al-27%Si合金屈服强度与残余热应力、Si相形貌和大小有关。循环热处理后,当Si相形貌和尺寸相当时,材料的屈服强度随残余热应力的降低而升高;当Si相尺寸随热循环增大时,在残余应力相当的情况下材料的屈服强度降低。     

稀土元素对Al-Mg2Si合金组织及性能的影响

研究了稀土元素的加入对Al-Mg2Si合金组织及性能的影响.结果表明:在常规铸造条件下,Al-Mg2Si合金中初晶Mg2Si为粗大的多角形块状.经过稀土元素变质后,合金中初晶Mg2Si得到明显细化,并成为分布较均匀的块状或球团状,RE对Mg2Si相从液态合金中的形核和长大过程有重要的影响.当稀土元素(混合稀土RE、Ce)加入量为0.8%时,初晶Mg2Si最细小.RE的加入,降低了初晶Mg2Si相的形核温度或生成更多细小的形核质点,从而促进了形核.稀土元素的加入使Al-20%Mg2Si合金的拉伸性能得到了很大提高,抗拉强度由225 MPa提高到260 MPa,伸长率由2.56%提高到4.4%.     

磁场对Al-19wt%Si高硅铝合金离心铸造组织的影响

研究了恒定离心转速、不同磁场强度下Al-19wt%Si合金微观组织的演变特征。结果显示,未加磁场时,初晶Si呈长方块状或不规则多边形板块状,共晶Si相为致密的网状,共晶α-Al相多为柱状晶、树枝晶;加入磁场后,初晶Si转变成细小、圆润的颗粒状,初晶Si颗粒周围的共晶Si相由网状变为短棒状、针状;加入磁场后,共晶α-Al相由树枝晶、柱状晶向等轴晶转变,随着磁场强度增大,一次、二次枝晶臂逐渐变短,达到某一磁场强度后几乎变为等轴晶。     

气雾化过共晶Al-Si合金粉末的形貌和组织

采用扫描电镜、差热分析仪和X射线衍射仪分析粒度对气雾化过共晶Al-Si合金粉末形貌、组织和结构的影响,并计算粉末的过冷度和冷却速度。结果表明:粉末形貌规则性随粒度减小而得到改善,但Si相分布均匀性降低;同时,初晶Si相尺寸逐渐减小,形貌由不规则状转为块状;共晶Si相由不均匀针状转为网络状。随粒度减小,Al基体衍射峰发生宽化和偏移,同时热效应前移。过冷度和冷却速度随粒度减小而增大,这是导致粉末间组织和结构差异的根本原因。     

电磁调质A356合金的组织研究

采用低频电磁场对水平连续铸造方法制备A356合金锭坯，通过金相显微镜观察，比较了磁场频率和电流大小对亚共晶区内初生廿灿形貌、晶粒大小的影响，通过扫描电镜分析，确定电磁场对Si在铝中晶内含量的影响。结果表明：与普通电磁铸造比较，低频电磁铸造可以细化晶粒，获得细小的α-Al组织和共晶组织。随着磁场频率降低，晶粒细化更加明显。而电流的增加也可以使晶粒细化，从而获得α-Al非枝晶组织和细小均匀的共晶组织。施加低频电磁场，可以提高Si在铝中的晶内含量，使共晶区域和晶界变窄，且Si的分布更加均匀。     

气雾化过共晶Al-Si合金粉末的形貌、组织和结构

采用扫描电镜、差热分析仪和X射线衍射仪分析粒度对气雾化过共晶Al-Si合金粉末形貌、组织和结构的影响,并计算粉末的过冷度和冷却速度。结果表明：粉末形貌规则性随粒度减小而得到改善,但Si相分布均匀性降低;同时,初晶Si相尺寸逐渐减小,形貌由不规则状转为块状;共晶Si相由不均匀针状转为网络状。随粒度减小,Al基体衍射峰发生宽化和偏移,同时热效应前移。过冷度和冷却速度随粒度减小而增大,这是导致粉末间组织和结构差异的根本原因。     

离心铸造自生Zn—Al—Si表面复合材料的组织与性能

采用热膜金属型离心铸造Zn-27Al-5Si合金,获得了内层含大量初晶Si,外层有少量初晶Si,中层为细小共晶Si的表面复合材料,考察了复合材料的组织形貌和复合材料的,吧及模温和转速对组织的影响。结果,随着模温的提高,初晶Si、共晶Si和基体组织变得粗大;随着模转速的增加,初晶Si在内侧富集层厚度减小,初晶Si面积比增大。复合材料的内层由于聚集了大量初晶Si而具有较高的硬度和较优的耐磨性。复合材料的断裂方式为脆性断裂,含共晶Si的中层在断裂中比含块状初晶Si的内层经历了更多的塑性变形。     

磁场作用下Al-Pb偏晶合金的凝固过程

在恒定磁场作用下对Al-Pb合金进行定向凝固实验, 考察了合金成分、凝固速度、恒定磁场对凝固组织的影响. 模拟研究了恒定磁场作用下Al-Pb合金定向凝固组织的形成过程, 分析了磁场的影响机理和合金成分、凝固速度、磁场强度对弥散型凝固组织获得的影响. 模拟和实验均表明恒定磁场促进弥散型偏晶合金凝固组织的形成.     

脉冲磁场与变质处理对20Mg2Si/Al复合材料中初生Mg2Si相的影响

对比研究了未处理、脉冲磁场处理及脉冲磁场-变质剂复合处理对20Mg2Si/Al复合材料中初生Mg2Si相形貌和分布的影响,同时研究了复合处理条件下,不同磁场电压和频率对初生Mg2Si相的影响。结果表明,磁场处理和复合处理条件下,Mg2Si相尺寸均有所减小;试样从心部到边部,Mg2Si相体积分数逐渐增加,呈梯度分布,但复合处理后,Mg2Si相的梯度分布效果减弱。当磁场电压在0~300V范围内或磁场频率在1~10Hz范围内,随着磁场电压或频率增加,Mg2Si相的尺寸均先增加后减小,转折点分别为200V和5Hz,其梯度分布效果总体上逐渐减弱。试样耐磨性和硬度的变化规律与Mg2Si相的体积分数基本保持一致。     

Effects of high magnetic field on modification of Al-Si alloy

1INTRODUCTIONAmong Al-Si alloys,the Al-Si eutectic alloyhas the best foundry capability.The mechanicalproperties of Al-Si eutectic and hypoeutectic alloyhighly relates to the shape,size and distribution ofSi phase in eutectic structure.Coarse acicular-likeeutectic Si dissevers Al matrix badly to inducestress concentration and debase the mechanicalproperties,especially the tenacity.Modification isthe process to change the shape and size of eutecticSi,namely to change the shape of eutec…     

恒定磁场作用下Al-Pb合金快速定向凝固

在恒定磁场作用下对Al-Pb合金进行了快速定向凝固实验,考察了磁场强度对凝固组织的影响,分析了磁场的作用机理.结果表明,恒定磁场能显著减弱熔体对流,提高凝固界面前沿液-液相变过程的空间均匀性,减缓液滴的碰撞凝并速度,使凝固试样中的弥散相粒子最大和平均尺寸减小,粒子尺寸分析布范围变窄,有助于获得弥散型偏晶合金凝固组织.     

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。     

高频磁场下制备表面增强自生梯度复合材料

高频磁场作用下利用电磁相分离工艺成功的制备了Al-Si过共晶合金自生梯度复合材料，通过改变磁场作用时间来控制初生硅的迁移，以使其更好地沿径向成梯度分布。分析了合金组织的形成机理，并测试试样硬度和硅含量的分布。结果表明，试样的心部大部分是共晶组织，硬度为HV100左右，表层区富集了大量的初生硅，硅的含量明显高于合金成分，硬度可以达到HV800，在二者之间形成很好的过渡层，使增强相和基体得到很好的结合。     

Effect of Transverse Static Magnetic Field on Microstructure of Al-12% Si Alloys Fabricated by Powder-Blow Additive ManufacturingEI北大核心CSCD

Due to the great advantage in manufacturing component with complex structures, additive manufacturing (3D print), essentially the rapid solidification of tiny metallic molten pool (hemisphere like with diameter ranging from dozens of microns to several millimeters) has become an important formation technique. Using powder laser melting, the effect of transverse static magnetic field on the solidified structure of additive manufactured Al-12% Si alloy was studied. The macrostructure was formed by white band (mainly primary alpha-Al phase) and dark grey area (mainly eutectic phase) and no obvious influence was presented with or without static transverse magnetic field of 0.35 T. However, for the microstructure, the primary alpha-Al in dark grey area formed as columnar structure without magnetic field was found to transform to dendritic like with developed dendrite arms when under a static transverse magnetic field. The analysis on thermoelectricity and dimensionless Hartman parameter which used to characterize the restriction of static magnetic field on molten flows show that under a static transverse magnetic field of 0.35 T, the thermoelectric magnetic force can be as high as a magnitude of 10(5) N/m(3), and Hartman values is far more than 10. The results indicate that the Marigoni and thermosolutal convection in laser melting pool was restricted. The transform from columnar to equiaxed dendrite of primary alpha-Al in dark grey area under static magnetic field was attributed to the fragmentation by thermoelectric magnetic force (10(5) N/m(3)) in solid phase. In addition, the formation of high order dendrite arms was supposed to be caused by the restriction of static magnetic field on the melt.     

Precipitation of a-Fe from Fe84-xSi4B12+x (x=1,3) Amorphous Alloys Under High Magnetic Field Annealing

This work aims to investigate the effects of high magnetic field annealing (HMFA) on the precipitation of α-Fe from Fe84-xSi4B12+x (x =1,3) amorphous precursors.Isothermal annealing process for Fe81Si4B15 and Fe83Si4B13 amorphous ribbons has been performed with and without the magnetic field.The magnetic field shows the effects of increasing the nucleation rate and decreasing the grain size of α-Fe crystals simultaneously,during the crystallization processes of the investigated amorphous alloys.By applying HMF,α-Fe crystals with more homogeneous distribution and smaller grain size are achieved in the amorphous matrix,which is crucial helpful to improve the magnetic properties for Fe-Si-B amorphous alloys.The mechanism of HMFA affecting the crystallization microstructure is also discussed in the present work.