粉末特性对激光选区熔化过共晶Al-20Si合金微观组织和性能的影响

过共晶Al-20Si合金因具有轻质、低的热膨胀系数、较好的耐磨性和优异的综合力学性能等在航空、航天以及电子等领域获得广泛应用。文中采用激光选区熔化技术,研究粉末特性对过共晶Al-20Si合金微观组织和性能的影响。研究发现,激光选区熔化不同粉末特性Al-20Si合金微观组织均由热影响区和基体区组成。但是混合粉末凝固时由于激光作用时间较短,纯粉末未发生完全的合金化,导致凝固后组织内部存在大量孔隙等缺陷。混合粉凝固后组织主要由粗大的不规则初晶硅颗粒和短棒状与颗粒状的共晶硅相组成。激光选区熔化后雾化粉样品存在少量的不规则初晶硅颗粒,共晶硅相主要呈现纤维状和颗粒状。XRD分析表明,与混合粉相比,雾化粉合金具有相对高的固溶度和致密度,因此导致其具有高的硬度值,且硬度值分布比较均匀。     

电脉冲处理时间对Al-18%Si合金凝固组织的影响

研究了Al-18％Si合金液在较高过热度时,连续电脉冲作用下凝固组织的变化规律。结果表明,Al-18％Si过共晶合金凝固组织以初晶硅数量为标志,经电脉冲处理后呈周期性变化,变化的特征时间约为120s。初晶硅数量较多时,共晶相较少;初晶硅数量较少时,出现大面积的共晶区,同时初晶硅局部偏聚。分析表明,电脉冲处理首先对Al-Si熔体的液态结构产生影响,从而使其凝固后的组织发生改变。     

不同成分铝硅合金熔体混合对初生硅相细化的研究

研究了高温过共晶Al Si合金熔体和低温亚共晶Al Si合金熔体混合后对微观组织的影响。结果表明 :熔体混合并迅速搅拌后的初晶硅大大细化 ,在 2min内浇注 ,可以获得分布均匀且尺寸小于 2 5 μm的初晶硅 ;随着熔体保持时间的延长 ,初晶硅的尺寸有增大的趋势。探讨了对硅相的细化机理。     

Al-Mn-Ti-P-Cu及Mg对过共晶Al-25Si合金组织及耐磨性能的影响

采用真空感应熔炼炉制备一种新型绿色中间合金Al-Mn-Ti-P-Cu,并添加金属Mg共同作用于过共晶Al-25Si合金,再对其进行适当热处理,最后检测实验效果,分析变质、强化、磨损机制.结果表明:该中间合金对组织中粗大的初、共晶硅及α(Al)均有明显细化作用；变质后,添加适量Mg可将Mg2Si强化相以相对细小形态引入基体,并最终在热处理后呈颗粒状均匀弥散分布基体中;随着组织的细化以及基体强度和硬度的提高,合金的磨损机制由磨粒磨损和粘着磨损的混合型磨损转化为单一的磨粒磨损,同时磨损质量损失降幅达46.6％,从而获得一种较理想的高强耐磨活塞材料.     

电磁离心铸造Al-20Si过共晶合金中硅相组织演变规律

采用电磁离心铸造的方法制备了Al-20Si(质量分数,下同)过共晶合金空心管坯,研究了电磁场对合金凝固组织及硅相形貌的影响.结果表明,随磁场强度增加铸坯外侧硅相聚集层厚度不断减小;与传统离心铸造的铝硅过共晶合金微观组织相比,施加电磁场后凝固组织中初晶硅相得到细化,外侧硅相形貌逐渐由典型的五瓣星形成为沿热流方向生长的初晶硅枝晶,内侧硅相受到电磁搅拌作用发生合并凝聚和钝化;初晶硅相尺寸及形状因子随磁场强度增加在不断减小.电磁搅拌破坏了硅相呈放射状排列的结构,共晶硅分布杂乱,且共晶团共晶片层间距逐渐增加.     

半固态二次加热过程中喷射沉积过共晶Al-Si合金的显微组织演变(英文)

采用喷射沉积技术制备Al—27%Si合金,研究半固态二次加热过程中该合金显微组织的演变。结果表明,初晶硅在二次加热过程中发生粗化,并且粗化速率随着二次加热温度的升高而增大,液态区域凝固后出现共晶组织。在二次加热过程中喷射沉积过共晶Al—Si合金的显微组织演变可以分为3个阶段:第一阶段属于固态相转变;在第二阶段Al基体周围开始逐渐熔化,熔化区域内初晶硅粗化明显且经水淬后出现共晶组织;第三阶段与第二阶段类似,Al基体熔化。     

变质处理及合金化对Al-18Si摩擦磨损性能的影响

在Al-18Si合金中添加Na_3PO_4、Cu、Ti或添加TiB_2、Cu,利用金相显微镜观察合金的微观组织形貌,在万能摩擦磨损试验机上进行干摩擦磨损试验,研究添加不同变质剂和金属元素时,铝硅合金微观组织结构的变化对其摩擦磨损性能的影响。结果表明,添加TiB_2、Cu的试样,初晶硅形状相对规则,尺寸约为40μm,共晶硅呈颗粒状,合金摩擦力和摩擦系数在磨损的初期有波动,后期逐渐平稳,耐磨性能改善,摩擦磨损机制为磨粒磨损和粘着磨损。添加Na_3PO_4、Ti、Cu的试样,初晶硅明显细化并弥散分布,尺寸为30~40μm,共晶硅呈短针状,合金基体显著强化,摩擦力和摩擦系数减小,耐磨性能显著提高,摩擦磨损机制以粘着磨损为主。     

电脉冲对Al-12.5%Si合金的孕育变质效应

研究了Al-12.5％Si合金液存在较大过热度的情况下，电脉冲处理对其凝固组织中初晶相和共晶相的影响。研究发现，经电脉冲处理后的共晶Al-Si合金凝固组织中出现了过共晶组织中才应出现的初晶硅，α-Al枝晶长度变短；差示扫描量热法（DSC）曲线发生变化，电脉冲处理后有明显的初晶硅析出拐点，并且过冷度减小。理论分析表明，电脉冲处理促进了铝硅合金液中Si相的形核与长大，对Al-Si熔体的液态结构产生了影响，从而使其凝固过程和凝固组织发生变化。     

稀土铒对过共晶Al-18Si合金组织及摩擦磨损性能的影响

研究了稀土Er对Al-18Si合金的组织和摩擦磨损性能的影响。结果表明,Er对Al-18Si合金中的初晶和共晶硅相均具有良好的变质作用。经Er变质后,合金中的初晶硅由粗大的板片状或多边形状转变为较小的多边形状或颗粒状,共晶硅也由粗大的长针状转变为细小的颗粒状。经Er变质后,Al-18Si合金的耐磨性能显著提高。磨损表面分析表明,当载荷为160 N时,未变质合金的磨损机制为严重的粘着磨损,而变质后合金的磨损机制为磨粒磨损为主并有少量粘着磨损。     

Cu-P变质对Al-Si-Zn钎料钎缝组织的影响

研究了Cu-P合金变质对Al-Si-Zn钎料6061铝合金钎缝组织及性能的影响.结果表明,Cu-P变质能提高Al-Si-Zn钎料接头的抗拉强度,并且在Cu-P合金添加量为1.5%时达到最大值144 MPa.P元素的加入不仅能变质初晶硅及共晶硅,还能细化钎料基体.变质后的钎料合金中,初晶硅以AlP为衬底生长,使得初晶硅明显细化,同时磷的加入使得Al-Si共晶点偏移,初晶硅数量增多.变质前后的两种钎料的6061铝合金钎焊接头微观组织分析结果表明,Al-Si-Zn钎料6061铝合金钎缝由α-Al,η-Zn,硅颗粒组成,变质后的6061铝合金Al-Si-Zn钎缝组织中大块初晶硅消失,产物主要为α-Al,η-Zn,小块状硅颗粒、AlP相.