Al-P中间合金对共晶和过共晶Al-Si合金的变质机制

探讨了Al—P中间合金对共晶及过共晶Al—Si合金的变质特点，P在Si相中的存在形式、分布规律及变质机制．实验表明，Al—P中间合金可有效地细化过共晶Al—Si合金中的初晶Si，使该合金的σb．20℃和δ20℃分别提高19．0％和125％．对共晶型Al—Si合金而言，Al—P中间合金可促使析出细小的初晶Si，获得过共晶型组织，并将针片状的共晶Si变为短杆状，从而使该材料的σb，20℃和σb，300℃分别提高11．1％和18．9％．Al—P中间合金加入到过共晶Al—Si合金中，P主要以AlP形式存在于初晶Si内部；加入到共晶Al—Si合金中的P分别以AlP和原子态P存在于Si相内．P对过共晶Al—Si合金变质是以AlP异质形核机理为主；而P对共晶Al—Si合金的变质是以AlP异质形核和原子态P影响Si相形态两种机制共同作用的结果．     

Sb变质对铝硅合金组织的影响

研究了较高含量的Sb元素作为变质剂对亚共晶铝硅合金与过共晶铝硅合金组织的影响。结果表明,大量的Sb元素对Al-5%Si和Al-10%Si亚共晶铝硅合金中共晶硅有很好的细化作用,使共晶硅厚度减小,AlSb作为异质核心,使共晶硅数量增加。但较高含量的Sb对Al-20%Si过共晶铝硅合金的细化产生了不利影响,使初晶硅变得粗大,出现了偏析,因此对过共晶铝硅合金进行Sb变质时,应与P变质剂作复合变质剂用。     

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。     

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。     

过共晶铝硅合金中铝硅共晶相取向关系

许多文献得出了亚共晶铝硅合金共晶相存在一定的晶体学取向关系,但是过共晶合金中铝硅相的取向关系并没有文献明确给出。本实验在借鉴亚共晶铝硅合金的共晶相取向关系:(220)Al∥(111)Si〔111〕Al∥〔011〕Si,研究了过共晶铝硅合金的共晶相取向关系。通过标定过共晶铝硅合金两相区衍射斑点指数,确定了过共晶相的取向关系。结果表明过共晶铝硅合金共晶相具有与亚共晶铝硅合金共晶相相同的晶体学取向关系。     

高强度高耐磨性铝硅合金的实验研究

制备了一种新型的高强度耐磨铝硅合金。采用自制的含有P、RE、Bi等多种元素的SX-1号双相变质剂对该合金进行变质处理。变质处理后,初晶Si和共晶Si平均尺寸在20μm以下;变质处理3 h后初晶硅平均尺寸一般在30μm左右,第四次重熔后初晶硅平均尺寸一般在40μm左右。经变质处理和T6热处理后,抗拉强度为249 MPa,伸长率为4.27%,硬度为108 HB,其耐磨性高于ZL109合金。试验结果表明,这种合金具有比共晶、亚共晶型铝硅合金更好的室温力学性能,又具有过共晶型铝硅合金耐磨、耐蚀、高温性能好等优点,具有广阔的应用前景。     

ZL108合金硬度浅析

一、硬度与各个环节的关系 1.硬度与合金成份关系 影响ZL108合金硬度的主要元素是硅和镁,其次是锰和铜。硅虽是Al—Si合金中的主要成份,可以影响合金的硬度,但硅对硬度的影响在很大程度上视其形状和分布而定。对采用钠变质的Al—Si共晶合金来说,Si在组织中是以共晶硅形态存在的;对采用磷变质的的Al—Si共晶合金来说,Si在组织中是以初晶Si和二元共晶硅(即α+Si)形态存在的。在亚共晶合金中,Si对硬度是随着硅的提高而增大,在过共晶合金中Si对硬度开始是随着Si的提高而增大,但达28％以后硬度     

过共晶铝硅合金细化变质剂的研究

研究了一种过共晶铝硅合金的复合细化变质剂,具有同时细化初晶硅和变质共晶硅的良好效果,变质处理的过共晶铝硅合金中的块状初晶硅最大尺寸和杆状共晶硅长度尺寸均小于１００μｍ,其力学性能超过了目前国内外相同成分的过共晶铝硅合金。     

汽车活塞合金初生硅形核生长机制探讨

通过XRD、光学显微镜等手段研究了P变质汽车活塞用过共晶Al-20Si合金的微观组织和相组织,对初生硅相的形核生长机理做了进一步的分析,结果表明:存在Al P异质形核不容质疑;但是还存在均匀形核的可能,这从同一试样的组织形貌中可以分析出,但在结晶过程中哪种形核机制占主导地位尚未清楚,需要进一步研究。     

高低温熔体混合处理对过共晶铝硅合金凝固组织的影响

采用高低温熔体混合处理工艺研究了熔体混合温度和混合后的保温时间对Al-20%Si过共晶铝硅合金凝固组织的影响。熔体混合处理过程中,高温低硅熔体倒入低温高硅熔体进行混合。研究结果表明,熔体混合处理后,Al-20%Si过共晶铝硅合金具有过共晶和亚共晶铝硅合金的组织特点,而初晶硅和α(Al)固溶体同时得到细化。     

熔体过热处理对过共晶Al-Si合金微观组织的影响

研究了熔体过热处理对于含12.6％、15％、18％和25％Si的过共晶铝硅合金组织形貌的影响.熔体过热处理温度范围600～1100℃,恒定冷却速度为3.5 K/s,利用CAZ-2MAY金相分析软件测试了初晶硅的粒子形貌、尺寸分布、初晶硅粒子的体积百分含量及形状因子.结果显示,随着熔体过热处理温度的升高,初晶硅粒子的微观组织形态发生变化,初晶硅粒子尺寸呈现持续减小的趋势,有明显的变质效果;初晶硅体积分数呈现小幅度的降低.     

过共晶铝硅合金中初晶硅的变质机理探讨

过共晶铝硅合金中的初晶硅由于晶粒粗大并且有尖锐的棱角,严重的削弱了合金的机械性能,通常我们采用变质处理工艺来改善这一现象。目前很多研究表明硅元素变质的机理主要是孪晶凹谷机制。但是研究的对象都集中于亚共晶铝硅合金中的共晶硅。而对于含硅量高的过共晶铝硅合金．目前的研究内容是过共晶铝硅合金中的共晶硅或磷元素变质中的初晶硅的变质机理。对于钠盐变质的过共晶组织中初晶硅的变质机理未见报道．而恰恰初晶硅对过共晶组织性能的影响最深刻。因此实验研究对象锁定为钠盐变质的初晶硅变质机理。并且使用透射电子显微镜．通过标定透射衍射斑点研究硅相的变质机理。结果证明：变质元素的富集和择优吸附对共晶硅和初晶硅都是有效的,但实际上变质元素对两种硅相的变质效果是不同的。     

过共晶铝硅合金用磷酸盐复合细化剂

一、前 言 过共晶铝硅合金热膨胀系数小,高温性能优良,耐磨性好,比重小,是理想的内燃机活塞用材料。但当含硅量较高时,合金组织中初晶硅粗大,机加工性不好,影响了这种材料在我国的推广使用。磷酸盐复合细化剂能使含硅量高达17％以上的活塞合金可按共晶Al—Si活塞合金的机加工工艺进行加工。并且这种细化剂与美国专利报导的过共晶铝硅合金细化剂((NaPO_3)_6+Al_2O_3)相比,具有细化效果好,兼有除气作用,且价格低廉。     

合金元素V对P变质的过共晶Al-20%Si合金凝固组织的影响

利用金相显微镜、电子显微镜及能谱分析、XRD物相分析等手段研究了Al-20%Si过共晶铝硅合金熔体中V对P变质效果的影响。结果表明:V的加入对P的变质产生影响,初晶硅尺寸变大,数量减少,大部分共晶硅由长针状变成了颗粒状,同时α-Al相所占比例有所增加。分析认为:富V相可与Al P反应生成V_5P_2,消耗了部分初晶硅的异质核心Al P,因而对P的变质起到了弱化作用。合理控制V的加入量可以起到很好的复合变质效果。     

氧化铝(γ-Al_2O_3)和锶对Al-20Si合金显微组织和力学性能的影响（英文）

为得到细晶硅,向铸造Al-20Si合金中加入4%(质量分数,下同)γ-Al_2O_3和0.1%Sr。在铸造过程中,γ-Al_2O_3的作用是细化初晶硅,其添加量为0.5%～6%,而锶的作用是改性共晶硅,其添加量为0.05%～0.1%。结果表明,当添加4%γ-Al_2O_3时,初晶硅的平均尺寸为24μm。当添加0.1%Sr时,共晶硅的形状因子约为0.6,平均长度约为1.2μm。热分析发现γ-Al_2O_3可以作为潜在的异质形核点。而且,与在Al-20Si合金中同时添加P和Sr一样,同时添加γ-Al_2O_3和Sr不会污染γ-Al_2O_3颗粒和抑制他们的形核效率。与铸态Al-20Si合金相比,Al-20Si-4γ-Al_2O_3-0.1%Sr合金的极限抗拉强度提高了20%,伸长率提高了23%。抗拉强度的提高可归因于初晶硅的细化、共晶硅的改性,以及合金中由于共晶转变而析出的α(Al)。     

ZnS颗粒大小对Al-24Si合金变质效果的影响

采用水热法制备了三种不同颗粒尺寸的ZnS粉末,以ZnS颗粒为Al-24Si过共晶铝硅合金的变质剂并通过外加的方式加入其中,研究了ZnS的粒径大小、分散度对其变质效果的影响。结果表明,在一定范围内,ZnS颗粒的粒径越小,分散度越好,变质细化效果就越好,可将初晶硅的平均尺寸细化至30μm以下。最后结合传统异质形核理论对ZnS变质机理进行了分析讨论。     

一种过共晶铝硅合金的绿色长效变质剂

RE P复合变质剂是过共晶铝硅合金的一种绿色长效变质剂。用它对过共晶铝硅合金进行变质 ,可使初晶硅结晶核心AlP长时间呈弥散状态 ,不发生聚集 ,使初晶硅最大尺寸不超过 5 0 μm ,同时可使共晶硅变成点状或杆状 ,变质效果可维持 6h。     

不同变质剂对细晶铝锭共晶铝硅合金微观组织的影响

利用金相显微镜和扫描电镜研究了RE、P和P＋RE变质对细晶铝锭共晶铝硅合金组织中硅相的影响。结果表明,RE是共晶铝硅合金很好的变质剂,它可以球化共晶硅,当RE加入量为0．5％时,共晶硅相尺寸最小,达到2．7μm,圆形度为0．8;当RE加入量大于0．6％时,共晶硅相粗化,并且组织中出现了初晶硅。P变质对共晶铝硅合金组织有显著的影响,使组织在共晶成分出现初晶硅,对共晶硅没有变质作用。P＋RE联合变质时,P有毒化RE变质共晶硅的作用,合金组织中的共晶硅没有单独RE变质时球化的好;当P加入量为0．1％,RE加入量为0．4％时合金组织中初晶硅最小,为14．5μm,达到联合变质的最佳效果。     

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.     

铝硅熔体中富集初晶硅提纯硅

采用电磁搅拌结合定向凝固技术将过共晶铝硅合金中的初晶硅和铝硅合金分离,并研究不同的杂质元素在铝硅体系中的分布特点。结果表明：杂质元素主要分布在铝硅合金以及铝硅合金和初晶硅的晶界中。同时,根据初晶硅富集区域不同位置硅含量的不同,初晶硅的形貌由鱼骨状变成板状和球状,并且随着样品中不同位置硅含量的增多,初晶硅中的杂质含量降低。样品底部杂质的含量约为10×10^-6,与原料冶金级硅中的杂质含量1248.47×10^-6相比,杂质的去除效果很好。