Bi含量对过共晶Al-xSi合金铸造流动性及体收缩性的影响

采用螺旋测试装置及球形试样装置,研究了不同的Bi添加量对Al-18%Si、Al-22%Si、Al-26%Si合金铸造流动性及体收缩性的影响。结果表明:2%~3%Bi的加入量(质量分数)对18%Si和22%Si的过共晶铝硅合金能起到良好变质作用,有效改善合金流动性,继续增加硅的含量会降低铸造流动性,对铸造性能影响较大。添加2%Bi对Al-18%Si合金体收缩性改善最佳,达到0.46%;添加1%Bi对Al-22%Si、Al-26%Si合金体收缩性改善最明显。     

Bi对Al-18%Si合金微观组织与力学性能的影响

研究不同的Bi含量对过共晶Al-18%Si合金微观组织与力学性能的影响.试验表明,Al-18%Si-x%Bi(x=1,2,3,4,5)合金中,大部分Bi在基体中以小颗粒状弥散均匀分布,局部出现Bi的聚集;同时,Bi的加入对合金中的共晶硅起到一定的细化作用;随着Bi含量的增加,共晶硅组织由粗大针片状变成短杆状,当Bi含量达到3%时,共晶硅转变为均匀分布于基体的蠕点状,当Bi含量为4%或5%时,共晶硅没有进一步的细化.另外,力学性能和摩擦试验研究发现:Al-18%Si-3%Bi合金的抗拉强度由Al-18%Si合金的168 MPa提高为189 MPa,摩擦系数由0.4372降为0.3879,磨损量仅为不含Bi的20%.     

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。     

亚共晶铝硅合金自生Mg_2Si复合材料的显微组织研究

采用光学显微镜,对亚共晶Al-8%Si合金自生Mg2Si复合材料的显微组织进行分析。结果表明,Al-8%Si合金中加入6%镁时,共晶Mg2Si组织呈完整发达的古汉字状、树枝状、五星花瓣状等;加入2%镁时,Mg2Si量极少,呈零星颗粒状、鱼骨状或树枝状;加入4%镁时,共晶Mg2Si组织形貌呈纤维状、树枝状,这种显微组织即为亚共晶Al-8%Si合金自生Mg2Si增强相的理想组织。     

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。     

Cu-P合金变质过共晶铝硅合金时熔体搅拌工艺对变质效果的影响

针对过共晶铝硅合金经过P变质后初生硅仍然粗人大的问题,采用Cu-9%P合金变质处理Al-15%Si、Al-18%Si、Al-20%Si合金,变质处理后对熔体进行搅拌,研究了搅拌工艺对变质处理效果的影响,分析了熔体搅拌提高变质效果机理。结果表明,Cu-P合金变质过共晶铝硅合金时,对熔体进行搅拌可显著提高变质效果,初生硅最高可细化85%;在最佳搅拌时间内,搅拌强度越大、硅含量越高,变质效果越好;搅拌熔体迫使富P区域内AIP停止生长,熔体流动速度越快,对富PP区域内AlP的冲刷越强烈,越容易得到细小的AlP;搅拌熔体能够增加组织中初生α相的数量,搅拌工艺合适时,典型的共晶组织基本消失,可获得连续的α基体上均匀分布细小初生硅的凝固组织。     

富磷中间合金对过共晶Al-24%Si合金的高效变质处理

研究了富磷中间合金(含22wt%P)对过共晶Al-24%Si合金的变质效果。结果表明:采用Si-P-Cu富磷中间合金对Al-24%Si合金进行变质时,其加入量为0.1%时即能达到理想的变质效果,使其初晶硅颗粒明显增多,平均颗粒尺寸下降到35!m左右;最佳变质温度为825℃左右;变质效果长效稳定,有着广阔的应用前景。     

熔体混合及等温处理制备半固态过共晶铝硅合金的研究

采用熔体混合及等温处理制备半固态过共晶铝硅合金,研究了等温处理参数对Al-20%Si合金中初生硅形态的影响。结果表明,熔体混合可显著细化初生硅组织,在610℃下保温15 min等温循环加热3次后Al-20%Si合金中初生硅球化效果显著,形状因子最高。     

Al-3B对亚共晶Al-Si合金的晶粒细化作用

从热分析角度研究Al-3B对Al-7Si的晶粒细化作用,B对Al-7Si晶粒细化的最佳加入量为0.03%。考察了Al-3B对不同Si含量亚共晶铝硅合金的晶粒细化作用,B对高硅含量亚共晶铝硅合金的晶粒细化效果更好。分析了B对亚共晶铝硅合金的细化机理,认为Al-B共晶理论可以有效解释试验现象。     

熔体保温条件下溶质Si含量对超声波处理铝合金凝固组织的影响

以工业纯铝、Al-2.5%Si合金、Al-5%Si合金以及Al-7%Si合金为对象,分别研究了保温条件下超声波处理对其凝固组织的影响.结果表明,在保温条件下,溶质Si的含量对超声波处理后铸锭的凝固组织有直接的影响.在694℃无超声波处理时,溶质Si含量大的铸锭,等轴晶细小且分布均匀;而在相同条件下进行超声波处理时,随着溶质Si含量的增多,等轴晶区域也随之增大,由于随着溶质Si含量的增多,细小的二次枝晶以及三次枝晶很容易被声流的搅拌作用所分断,并且破碎的枝晶随着这种搅拌作用而被分散到熔体的各处,从而产生了细化效果.另外,由于超声波的空化作用,对纯铝也有一定的细化效果,但是不如对合金的明显.     

Bi对Al-20%Si合金微观组织及摩擦磨损性能的影响

研究不同Bi含量对Al-20%Si合金微观组织及摩擦性能的影响。借助金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)对Al-20%Si合金进行观察分析。结果表明,随着Bi含量的增加,Al-20%Si合金组织中初晶硅和共晶硅都有不同程度的细化。添加0.75%Bi,块状初晶硅的棱角钝化,尺寸小于50μm;当Bi含量达到1.5%时,初晶硅近似不规则多边形,尺寸进一步减小,棱角更加圆润,共晶硅呈弥散分布,部分呈颗粒状。摩擦磨损试验表明,Bi对Al-20%Si合金摩擦系数以及摩擦力产生影响,摩擦系数从0.73降为0.58,磨损量减少20%。     

对3种典型铝硅合金熔体温度处理的对比分析

对3种典型成分的铝硅合金(Al-20%Si、Al-12%Si和Al-7%Si)进行了熔体温度处理凝固组织变化规律的比较研究.结果表明: 在Al-12%Si共晶合金熔体处理组织中存在α枝晶与初晶硅共存以及α枝晶在一定处理条件下可以完全消失的现象; 3种成分Al-Si合金的α枝晶及初晶硅的形态尺寸随过热温度、静置时间增加出现周期性的变化规律, 出现最小尺寸的温度、时间并不完全一致; 熔体温度处理对Al-7%Si中枝晶大小、形态等有一定影响, 但细化效果不明显.在铝硅合金中, 硅原子微观有序团簇和铝有序偏聚原子团簇可能存在于不同的温度区间, 铝有序偏聚原子团簇存在的温度区间更靠近温度轴, 硅原子微观有序团簇具有比铝有序偏聚原子团簇更强的结合能.     

富铈混合稀土对Al-80%Si合金凝固行为和组织的影响

采用高速摄影仪和扫描电子显微镜研究富铈混合稀土(RE)加入量对Al-80%Si(质量分数)合金悬浮试样凝固行为和凝固组织的影响规律。结果表明:Al-80%Si合金中初生硅的生长特性、晶粒尺寸和分布受过冷度影响明显;随着RE加入量的增加,Al-80%Si合金中初生硅由小平面生长向中间生长方式转变所需的临界过冷度ΔT1以及由中间生长向非小平面生长方式转变所需的临界过冷度ΔT2均越来越低;当RE加入量达到1.5%(质量分数)时,ΔT1和ΔT2分别降至最低值78和180 K;继续增加RE的加入量,ΔT1和ΔT2不发生变化。在同一临界过冷度ΔT2下,随RE加入量的增加,初生硅的尺寸从40μm减小到20μm。     

CDS铸造过共晶铝硅合金组织及性能研究

采用受控扩散凝固(CDS)技术制备Al-20％Si合金,研究了混合方式和高硅合金的混合温度对目标合金组织和性能的影响,探讨了合金组织与热膨胀性能之间的关系.结果表明,采用受控扩散凝固技术,纯铝液(660℃)与高硅合金液(850℃)混合所制备的目标合金初生硅相分布均匀,形貌规整,尺寸最小,合金的线膨胀系数也最小(15.7×10-6 ℃-1,30～300℃).分析表明,Al-20％Si合金热膨胀性能主要取决于合金组织中初生相的分布和形貌的规整性,与尺寸大小关系不大.     

Al-P中间合金细化变质过共晶铝硅合金显微组织研究

在过共晶Al-22%Si合金熔体中添加Al-P中间合金,采用光学显微镜观察分析Al-P中间合金对过共晶铝硅合金显微组织细化变质的效果。研究结果显示,未经Al-P中间合金细化变质的Al-22%Si合金显微组织粗大;添加Al-P中间合金的Al-22%Si合金显微组织发生了很大改善,粗大块状初晶硅的尺寸减少,转变为纤维状,针状共晶硅转变为短棒状甚至是颗粒状,获得了良好的细化变质效果。     

搅拌时间对P变质的Al-20%Si合金初生硅尺寸与力学性能的影响

对Cu-9%P中间合金变质的Al-20%Si合金熔体进行了搅拌处理,研究了搅拌时间对P变质的Al-20%Si合金初生硅尺寸与力学性能的影响。研究表明:机械搅拌使Cu-P合金周围形成的Al P细小,同时使其弥散地分布于Al-Si合金熔体中,作为初生硅的结晶核心。随着搅拌时间的增加,初生硅由棱角尖锐、粗大的块状变为尖角钝化的颗粒状,搅拌时间从8 min增加到28 min时,初生硅尺寸由56.56μm减小到21.74μm,试样的抗拉强度由96.2 MPa增加到164.3 MPa,提高了70.8%,伸长率由1.5%提高到2.5%,提高了66.7%。     

基体中Si含量对Al-Si/SiCP复合材料界面结合的影响

采用扫描电镜对SiC颗粒增强Al-7%Si(质量分数,下同)、Al-12%Si和Al-22%Si三种铝基复合材料中基体/SiC的界面结合状况进行了研究,结果表明:尽管基体合金中的Si含量不同,但复合材料的基体/SiC界面都有Si相小颗粒析出;在w(Si)=12%的共晶Al-Si合金为基体的复合材料中,SiC颗粒周围Si相小颗粒数量最多.Si相存在于SiC颗粒与铝合金基体之间,一边与基体相连,另一边与SiC增强体相连,起到了"连接桥"的作用,改善了复合材料的界面结合质量.     

铸造Al-Si合金表面粗糙度的高温演变机制EI北大核心CSCD

对经过T6处理的两种铸造Al-Si合金(Si含量为12%和18%,质量分数)进行不同温度(250、350、450、550℃)、时间2 h的热暴露试验。采用表面粗糙度仪、金相显微镜、扫描电子显微镜、专业型同步热分析仪等测试方法相互结合,对两种Al-Si合金在高温热暴露条件下表面状态的变化进行研究。结果表明:Al-x%Si二元合金的粗糙度变化基本遵循R_(a,T6)>R_(a,thermal exposure)>R_(a,as-cast)的规律;随着热暴露温度的升高,Al-12%Si粗糙度呈现先降低后升高的趋势,Al-18%Si粗糙度呈现不断升高的趋势;合金表面粗糙度的变化与热暴露试验过程中的Al/Si相界开裂和稀土相的析出有关;对比粗糙度及表面微观形貌变化发现:Al-18%Si比Al-12%Si具有更加优良的高温稳定性,即在较低温度下,随着Si含量的增加,Al-x%Si合金发生开裂的趋势逐渐降低。     

不同变质剂对Al-18Si过共晶合金组织和耐磨性的影响

研究了不同变质剂(0.3%TiB_2、0.3%TiB_2+0.6%Cu、2.5%Cu+1.4%Na_3PO_4)对Al-18Si过共晶铝硅合金组织和耐磨性的影响。结果表明,加入变质剂不同程度地改善了初生硅形貌和尺寸,均提高了耐磨性,其中加入2.5%Cu和1.4%Na_3PO_4的Al-18Si合金变质效果最好,初生片状硅棱角明显钝化,平均轮廓尺寸细化到30μm,共晶硅在基体上的分布更加均匀,合金的摩擦系数最低,磨痕最浅,耐磨性能优于其它三组合金。     

Bi含量对含硅ZA40合金硅相形态及时效尺寸变化率的影响

在不同Si／Al比的ZA40合金中加入Bi元素。研究了Bi对高铝锌基合金的尺寸稳定性及初生硅相形态的影响。Bi使合金的尺寸稳定性显著提高,提高了79．3％。Bi对含硅高铝锌基合金中的初生硅具有明显的细化作用。