锶变质近共晶Al-Si合金力学性能与枝晶α-Al特征参数的相关性

测量了用不同Sr加入量变质的近共晶Al Si合金中枝晶α Al的一次分枝间距和二次枝晶臂间距 ,考察了枝晶α Al特征参数的变化对合金力学性能的影响。研究结果表明 :Sr的加入可以细化枝晶 ,表现为一次分枝间距和二次枝晶臂间距随合金中Sr含量的增加而减小 ;枝晶细化可以提高合金的力学性能 ,合金的铸态力学性能与枝晶α Al的特征参数是高度线性相关的     

工艺参数对电磁冷坩埚定向凝固Nb-Si基合金固液界面的影响

采用电磁冷坩埚定向凝固技术研究了加热功率、抽拉速率和保温时间对Nb-22Ti-16Si-3Cr-3Al-2Hf(原子分数,%)合金固液界面的影响.采用正交实验制备合金试样.结果表明,延长保温时间、减小抽拉速率和提高加热功率有利于保持固液界面的宏观形态为平界面.随着抽拉速率的增加,初生Nb固溶体(Nbss)一次枝晶臂间距和二次枝晶臂间距逐渐减小;随着加热功率的增加,初生Nbss一次枝晶臂间距和二次枝晶臂间距逐渐增加;随着保温时间的延长,初生Nbss一次枝晶臂间距和二次枝晶臂间距先增大后减小.增大抽拉速率、减小加热功率和缩短保温时间有利于一次枝晶臂间距和二次枝晶臂间距的细化.     

高性能低成本铸造近共晶Al-Si-Mg合金

考察了Sr、Sr B对近共晶Al-11.6%Si-0.4%Mg合金组织与力学性能的影响,并测定了T6状态下枝晶α相的显微硬度.Sr变质处理可增加组织中枝晶α相的数量,初晶α相呈细长的高度分枝的柱状枝晶,可显著改善合金的力学性能,特别是塑韧性.T6状态下,枝晶α相的显微硬度先随Sr量的增加而增加,在0.025%Sr处达到峰值,随后下降.在Sr变质的合金中加入B,细长的柱状枝晶转变成等轴枝晶;随着合金中B量增多,枝晶团尺寸显著减小,T6状态下枝晶α相的显微硬度增加.对于近共晶Al-Si-Mg合金,Sr变质 B细化联合熔体处理是非常必要的,可同时显著提高合金的抗拉强度和伸长率.     

Al—5Ti—B变质高锌铝合金的组织和性能

研究了Al-5Ti-B变质高锌铝合金的组织和性能。金属型铝合金组织不发达的粗大α树枝晶，晶界上杂乱分布着大块状或长条状的富硅相及其他相。经钠盐精炼和0．08％Ti变质后，合金生长形状发生巨大变化，α树枝晶发达而细小，二次枝晶臂间距显著减小；硅相和其他晶间相变为球状或细短条状且均匀弥散分布在α枝晶的晶界上；晶间组织增多，变质后，抗拉强度显著提高，塑性也明显改善。     

钙和铈元素对镁合金α枝晶生长方式的影响

采用快速液淬方法,研究了Ca、Ce元素对Mg-6Al-0.6Zn-0.3Mn合金凝固过程中α枝晶生长形貌的影响。测量了液淬组织中α枝晶的体积分数及α枝晶的特征尺寸参数。试验结果表明,Ca的加入,促使了枝晶前沿液相中的等轴晶形核,抑制了α枝晶生长;而Ce的加入则抑制了等轴晶形核,促使了α枝晶柱状化。研究发现Ca或者Ce的加入对镁合金凝固过程中二次枝晶的粗化均有阻碍作用,减小了α枝晶的二次枝晶间距。     

锶变质近共晶Al-Si合金力学性能与枝晶α数量之间的相关性

研究了锶的加入量对近共晶Al-Si合金中枝晶α形态的影响，采用定量金相分析软件测量了中枝晶α数量，并通过线性拟合分析了完全变质合金力学性能与枝晶α数量之间的相关性，研究结果表明，锶的存在促进柱状枝晶的生长并导致枝晶α数量的大幅度提高；力学性能指标与枝晶α数量间是高度线性相关的，枝晶α在提高合金力学性能中起着至关重要的作用。     

半连续铸造4032合金组织和硬度分析

以半连续铸造大型4032合金铸锭为研究对象,观察了铸锭金相组织,统计分析了α-Al二次枝晶臂间距(SDAS),结合Procast温度场模拟,确定了4032合金铸锭α-Al枝晶二次枝晶臂间距与局部凝固时间呈幂函数关系,与硬度呈指数函数关系,并确定了相应的指数和系数。     

Al-5Ti-1B和Sm复合变质对ZL114合金组织及性能的影响

以ZL114合金为研究对象,采用Al-5Ti-1B中间合金与Sm复合变质剂对合金进行细化变质。结果表明,随着Sm加入量的增加,合金中初生α-Al相的二次枝晶臂间距、共晶Si的平均面积和平均长径比先降低后增加,抗拉强度和硬度先增加后降低。当Sm的加入量为0.07%(Al-5Ti-1B加入量固定为1%)时,细化变质效果最佳,α-Al相的二次枝晶臂间距、共晶Si的平均面积和平均长径比分别为11.24μm、3.47μm~2和2.53,其抗拉强度和硬度(HV)分别为225 MPa、63.2。     

永磁场对金合金二次枝晶臂间距和析出相的影响

将旋转永磁场应用于金合金的制备过程中,研究不同转速永磁场对金合金二次枝晶臂间距和析出相的影响规律,同时探讨其机理。结果表明:旋转永磁场可以使金合金凝固组织明显细化,显著降低了合金的二次枝晶臂间距,但过高的永磁体转速使合金熔体的集肤效应显著增大,减小了永磁场的作用范围,使熔体心部磁感应强度减小,二次枝晶臂间距反而增大。对金合金施加永磁搅拌提高了枝晶间富金相的面积分数,转速300 r/min时金合金富金相含量最多,为5.07%,比未施加永磁搅拌的金合金高出近59.4%。     

Sr对AZ91D镁合金枝晶生长和相析出的影响

加入微量Sr(0.01%-0.1%,质量分数)可明显细化AZ91D镁合金晶粒,随Sr含量增加,初生相α-Mg尺寸逐渐减小,而二次枝晶间距变化不大,同时β-Mg17Al12析出相增多.Sr添加量为0.1%时,针状或块状Al4Sr相依附在枝晶间的β-Mg17Al12相上析出.Sr在AZ91D合金凝固固-液界面前沿富集,并且优先在曲率较大的枝晶端面富集,从而抑制晶粒长大,细化了合金中初生相α-Mg;同时,Sr在枝晶的尖端富集降低了初生相α-Mg的尖端生长优势,改变了初生相形貌.     

快速凝固对Al-Si-Mg合金复合变质的影响

Al-Si-Mg合金通过加入细化剂Al-1Ti-1B中间合金或细化剂Al-3Ti-3B中间合金及变质剂Al-9Sr中间合金进行复合变质后,分别在空气中、水中和液氮中冷却凝固.利用扫描电子显微镜,研究凝固速度对共晶Si相、α(Al)树枝晶形态的影响.结果表明:随着试样在空气中、水中及液氮中凝固速度的不断提高,复合变质后共晶Si相进一步细化,α(Al)树枝晶的二次枝晶间距明显减小.     

混合稀土对Sr变质近共晶Al-Si合金组织的影响

研究了在Sr变质的近共晶Al 1 1 .6%Si(质量分数 )合金中加入混合稀土 (MM )对组织的影响。Sr对二次枝臂间距 (DAS)起着重要的作用 ,随着Sr含量的增加 ,DAS减小 ;随着MM加入量的增加 ,枝晶α的数量增加 ,主干长度缩短 ,存在等轴化趋向 ,但同时导致DAS增加 ,也导致共晶硅尺寸增大。MM的加入在某种程度上削弱了Sr的变质作用。     

复合变质剂对高铬白口铸伯组织与性能的影响

用定向凝固方法系统地测定了复合变质剂高铬白口铸铁基体组织数量，奥氏体树枝状晶二次枝晶臂间距、共晶区域中心碳化物间距和边界碳化物间距的影响，同时测定了力学性能。如果表明，加入复合变质剂使合金基体组织数量增加，二次枝晶臂间距ｄ减小，共晶区域中心碳化物间和边界碳化物间距减小，均匀度提高，碳化物长条状变为团块状。     

晶体取向对单晶高温合金一次枝晶间距的影响

在固液界面微单元热量平衡分析的基础上，建立了晶体取向对一次枝晶间距影响的理论模型。该模型表明，一维择优晶体取向与宏观定向凝固方向偏离越远，一次枝晶间距越小，对ＤＤ８单晶高温合金凝固组织尺度的实验研究结果表明，晶体取向对一次枝晶间距的影响趋势和理论模型相吻合，其影响程度和固液界面温度梯度及定向凝固速率有关。模型及实验都表明，提高固液界面温度梯度和定向凝固速率，晶体取向对一次枝晶间距的影响程度减弱。     

PMO对定向凝固GCr15轴承钢枝晶臂间距的影响

为了解脉冲磁致振荡(pulse magneto-oscillation, PMO)技术对GCr15轴承钢定向凝固组织的作用，通过改变PMO参数和抽拉速率，研究了不同抽拉速率下PMO对定向凝固GCr15轴承钢枝晶臂间距的影响。结果表明：在相同抽拉速率下，PMO的峰值电流依次为150、250、350k_i A时，GCr15轴承钢的一次和二次枝晶臂间距先增大后减小。当峰值电流固定为350k_i A时，随着PMO频率从90、240、390k_f Hz依次增大，一次枝晶臂间距先减小后增大，二次枝晶臂间距逐渐变大。同时，随着抽拉速率的提高，枝晶臂间距减小幅度逐渐降低。通过测量温度梯度发现，在PMO作用下，固-液界面前沿液相中温度梯度的提高和溶质分布的变化，是枝晶臂间距减小的主要原因。     

Sr含量对Mg-Li-Al-Mn合金显微组织及力学性能的影响

利用真空感应炉在氩气保护下,设计与制备Mg-8Li-3Al-0.5Mn-xSr（x=0-1.0）合金,并将其进行热挤压处理。分别研究合金铸态与挤压态显微组织和拉伸性能。结果表明：LAM830合金主要含有α-Mg,β-Li,Al2Mn3和LiMgAl2相。在加入Sr后合金中出现Al-Sr析出相。Sr对铸态合金α-Mg基体的二次枝晶臂有明显细化效果。经过热挤压处理的合金组织远优于铸态的合金组织。金属间化合物的含量与形态对合金力学性能的影响很大,其中挤压态的LAM830-0.5Sr具有最佳的伸长率（22.43%）,LAM830-0.75Sr合金具有最佳的抗拉强度（265.46 MPa）。     

对A356Al合金细化和变质处理的研究

研究了A356Al合金熔体处理过程中细化与变质的交互作用。结果表明:只添加Al-10Sr的熔体处理,α-Al二次枝晶间距为19.6μm,抗拉强度228MPa、屈服强度177MPa、伸长率8.9%、布氏硬度73HBW;而只添加Al-4Ti-1B的熔体处理,α-Al二次枝晶间距为17.3μm,抗拉强度203MPa、屈服强度159MPa、伸长率6.9%、布氏硬度67HBW。指出:Si相的形态对A356Al合金力学性能影响最大,变质效力是限制A356Al合金力学性能的首要因素。     

冷却速率对Ni-Nb合金非平衡凝固组织的影响

采用阶梯铜模喷铸方式开展了Ni-10%Nb(质量分数)合金非平衡凝固实验,并利用Procast软件对不同铜模内径所对应的冷却速率进行了计算。综合采用光学显微镜、扫描电镜及能谱分析仪对不同冷速条件下合金二次枝晶间距、溶质含量等组织参量进行表征。实验结果表明,随铜模内径减小,合金冷却速率增加,二次枝晶间距减小,枝晶主干中溶质含量得到明显提高。在此基础上,利用枝晶生长模型对不同过冷度条件下的枝晶生长速率进行了计算。分析结果表明,随冷却速率增加,凝固发生时过冷度增大,枝晶生长速度提高,溶质截留现象趋于严重,导致溶质过饱和现象发生。此外,冷却速率的提高还有利于减小液/固界面前沿溶质扩散区长度,导致二次枝晶间距减小。     

冷却速率对Al-4.6Cu-Mn合金凝固组织的影响

以添加不同Mn含量的Al-4.6Cu-Mn合金为对象,利用FE-SEM、VNT Quant Lab-MG专业定量金相分析系统软件研究了不同冷却速率下Al-4.6Cu-Mn合金的二次枝晶间距、非平衡共晶相体积分数以及微观凝固组织形貌特征。结果表明:冷却速率在540～106 K.s-1范围时,随着冷却速率的提高,Al-4.6Cu-Mn合金非平衡共晶相体积分数随之降低,二次枝晶间距减小,非平衡共晶相形态细化;当Mn含量增加时,Al-4.6Cu-Mn合金中非平衡共晶相体积分数随之增大。     

半连续浇铸AZ61合金中枝晶形貌特性

采用彩色金相与能谱对半连续浇铸的AZ61镁合金进行了组织和成分上的观察,发现冷却速率较快的铸锭边部的二次枝晶间距比冷却速率较慢的铸锭心部的二次枝晶间距大,与普通模铸的显微组织呈现的规律不同,并对这一现象进行了理论上的分析讨论。分析认为边部二次枝晶间距的异常增大与二次枝晶臂表面溶质的微观偏析密切相关,粗枝晶臂表面溶质浓度与细枝晶臂表面溶质浓度差值越大,粗枝晶臂的粗化驱动能越大,枝晶的二次枝晶间距就越大。