Sr、B和RE复合变质对Al-30Si合金组织和性能的影响

研究Sr、B和RE复合变质对Al-30Si合金组织与性能的影响。结果表明,细化变质处理后的合金组织形貌发生了显著变化,α(Al)相枝晶群消失,转变为等轴晶或柱状晶;初晶硅颗粒细化,棱角钝化;针状的共晶硅变成短杆状或颗粒状,分布均匀。合金抗拉强度提高55%,伸长率增加约66%,硬度略有增加。当RE含量为0.5%～0.8%时,合金表现出较好的综合力学性能。     

Sr变质后Al-28%Si合金中Si相的生长行为

采用不同的腐蚀、萃取方法,研究Sr变质后Al-28%Si合金初生Si和共晶Si相的形貌变化.结果表明,变质后合金中初生Si金相组织呈鱼骨状,萃取后是由八面体堆垛形成的长条状聚集体.SEM分析显示,Sr元素在初生硅内部并未富集,Sr的加入影响了初生硅的形核,并未影响初生Si的生长过程;变质后共晶Si表现为细而短的纤维杆状组成的脊骨状结构,能谱分析显示在共晶Si生长前端存在Sr元素的富集.游离态Sr原子在Si相表面的吸附阻止了共晶Si相的片状生长,进而形成分枝细密的珊瑚状共晶Si,Sr的加入影响了共晶Si的生长过程.     

Al-7Si-0．3Mg合金的RE和Sb复合变质

对Al-7Si-0.3Mg合金进行了Sb和RE复合变质研究.试验结果表明,Sb和RE复合变质可使合金中的共晶硅显著细化,RE加入量增加可使共晶硅出现分枝及向纤维结构转变;差热分析表明,单一Sb和RE变质及Sb、RE复合变质与未变质合金相比,共晶硅析出温度明显降低;以50 ℃/min速度冷却时,0.15%的RE变质合金中共晶硅析出温度比未变质合金低7 ℃,0.15%的Sb 变质合金中共晶硅析出温度比未变质合金低5 ℃,0.15%的Sb 0.15%的RE复合变质时,共晶硅析出温度与0.15%的Sb 变质时接近.Sb促进了共晶硅的形核与细化,RE则促进了共晶硅的分枝与纤维化,复合变质比单一变质(Sb或RE)具有更好的变质效果;Sb和RE复合变质后,合金的力学性能显著提高,特别是伸长率.     

不同Sr添加量对Al-20%Si合金组织和性能的影响

研究了Sr对Al-20%Si合金组织和力学性能的影响.结果表明,随着Sr量的增加,初晶硅先由角块状或大板片状变为小块状再到多角的大块状,板片上出现大量蜂窝点,块状初晶硅角边发生钝化;共晶硅先由长针叶状变为细短纤维状或枝状再变为粗短枝状或蠕虫状;α枝晶不断柱状化,数量不断增多.另外,随Sr量的增加,合金伸长率逐渐增大,但有起伏,抗拉强度先急剧增加后变化不大,硬度呈抛物线变化.Sr量在0.04%～0.06%间,组织形貌最为理想,综合力学性能最优,强度和硬度增加2倍多,塑性增加近4倍.     

P+RE变质对过共晶Al-Si合金组织性能的影响

以过共晶Al-Si合金为研究对象，分析了P＋RE变质对合金组织及力学性能的影响，并分析探讨了其强化机制。结果表明，变质后合金组织中粗大块状、条状的初晶Si尺寸明显细化，粗大针状的共晶Si变为纤维状或短杆状，合金的力学性能提高。当P含量为0．08％和RE含量为0．6％时，其室温和高温力学性能最好，室温抗拉强度从未变质的236．2MPa提高到287．6MPa，高温抗拉强度从142．5MPa提高到210MPa，分别提高了22％和47％；伸长率分别提高了57％和42％。初晶Si的变质以AIP异质形核作用机理为主，共晶Si以RE吸附产生孪晶为变质机制。     

P-RE复合变质对Al-20Si合金组织、断口形貌的影响

以过共晶Al-20Si合金为研究对象,分析了P-RE复合变质剂的变质机理,测试了室温下铸态A1-20Si合金的拉伸性能,并对拉伸断口做了深入分析.试验表明,Al-20Si台金变质后,初生Si和共晶Si均得到明显细化,初生Si转变为近球形,共晶Si细化为粒状和短棒状.尺寸分别从100 μm以上减小到10～15 μm和1μm以下;室温拉伸试验表明,变质后台金强度提高了一倍.变质后Al-20Si合金的断口由细小的解理面和解理面之间的撕裂棱、韧窝组成,解理台阶之间聚集有大量韧窝带.     

Sr、B、Zr复合变质对Al-30Si组织和性能的影响

常规铸造的过共晶铝硅合金中初生硅粗大,共晶硅呈针片状,α塑性相不多。复合变质可以在一定程度上解决这些问题,但各类变质剂的变质效果不一。本文通过正交试验研究了Sr-B-Zr联合细化变质对Al-30Si合金的显微组织、硬度及抗拉强度的影响。结果表明,该联合变质剂能细化初生硅和共晶硅,使α相大量增多。影响合金抗拉强度的主要因素为Zr,最佳变质剂组合为0.06%Sr、0.03%B、0.06%Zr,合金抗拉强度可提高49.98%。影响合金硬度的主要因素为B,最佳变质剂组合为0.01%Sr、0.01%B、0.01%Zr,合金硬度可增加2倍。     

RE对Al-10Sr中间合金组织的影响及在Al-Si合金中的应用

研究了不同稀土元素(RE)添加量对Al-10Sr中间合金组织的影响以及新型Al-10Sr-RE中间合金在Al-Si中的应用。结果表明:在Al-10Sr中间合金的基础上添加稀土(RE)元素能明显改善Al-10Sr中Al_4Sr相的形貌,即随着RE含量增加,Al_4Sr的形貌由针状向块状转变,当RE添加量达到4%(质量分数)时,Al_4Sr相完全成为块状。最佳RE添加量为4%,由此成功制备出了Al-10Sr-4RE中间合金变质剂。对Al-20Si合金的实际应用表明,初晶硅晶粒尺寸分布趋于均匀,晶粒较普通Al-10Sr变质剂减小1倍。     

Al-Ti-B细化剂和Al-10Sr变质剂对A357合金的联合作用

比较了两种不同Ti/B比的Al-Ti-B中间合金分别与Al-10Sr联合添加对A357亚共晶Al-Si合金的细化变质效果.试验结果表明:在相同Sr量变质条件下,本试验范围内,两种Al-Ti-B中间合金对A357合金的细化效果均随加入量增加而增强,但Al-3Ti-3B中间合金的细化效果明显优于等量的Al-5Ti-1B中间合金,Sr对两种Al-Ti-B中间合金的细化效果无明显干扰作用;Al-3Ti-3B能较大程度削弱Sr的变质效果,致使添加Al-3Ti-3B+Sr的A357合金力学性能低于等量添加Al-5Ti-1B+Sr的合金力学性能.     

混合稀土对过共晶Al-28wt％Si合金的变质作用

对过共晶Al-28wt％Si合金进行混合稀土变质处理,研究了变质对合金微观组织及力学性能的影响.实验结果表明,混合稀土对合金中的初晶硅有较为明显的变质效果,使其尺寸由200 μm以上减小到100μm左右,呈不规则颗粒状;对共晶硅的细化效果更为显著,由粗大的板片状细化为短杆状,变质后合金的力学性能得到明显提高.     

过共晶Al -28wt.％Si活塞合金复合变质剂的成分优化

采用正交试验方法对过共晶Al - 28wt.％Si活塞合金进行P- RE -Sr复合变质处理,运用极差和回归分析研究了P、RE、Sr添加量时合金热处理态力学性能的影响.结果表明,合金室温及高温抗拉强度与P、RE、Sr添加量均呈二次曲线对应关系,经成分优化后的P - RE - Sr复合变质剂可使合金室温抗拉强度达到217.034MPa以上,高温抗拉强度达到122.839MPa以上.     

稀土和磷复合变质对Al-21%Si合金组织和耐磨性的影响

以过共晶Al-21％Si合金为研究时象，分析磷、稀土复合变质时合金组织和磨损性能的影响，并对其磨损机理进行了探讨。结果表明：复合变质后粗大块状、条状的初晶硅尺寸明显细化，粗大针状的共晶硅变为短杆状或颗粒状。P、RE时初晶硅均有细化作用，P的细化作用较强。当加入0．9％RE＋0．08％P时初晶硅细化效果最佳，初晶硅从66．4μm细化到23．3μm；RE对共晶硅的变质作用较显著，稀土含量为0．6％时，共晶硅平均尺寸从8．3μm细化到5．2μm。磨损试验结果表明：合金的耐磨性不仅与初晶硅颗粒尺寸和分布有关，而且受基体中共晶硅形态影响，磷、稀土复合变质剂配比为0．06％P＋0．6％RE时，耐磨性最好；其室温润滑磨损机理以磨粒磨损和粘着磨损为主；干摩擦高速磨损条件下，主要磨损形式为氧化磨损和粘着磨损。     

P+RE变质对过共晶Al-Si合金组织的影响

采用P+RE对过共晶Al-Si合金进行复合变质。结果表明,P+RE复合变质对初晶硅和共晶硅均有很好的变质效果。五心瓣状初晶Si尺寸明显减小且棱角钝化,共晶Si由原来的长针状变为短杆状,微观组织得到明显的细化。同时也对P+RE的变质机理进行了论述。     

镧铈混合稀土变质Al-28%Si活塞合金

采用镧铈型混合稀土对过共晶Al-28%Si活塞合金进行了变质处理,对其显微组织和力学性能进行了研究。结果表明:与单一稀土铈变质相比较,镧铈型混合稀土对该合金具有较好的变质效果,初晶硅的尺寸基本保持在20μm左右,且尖角大多钝化呈团球化状,共晶硅呈短杆状均匀分布;合金经过混合稀土变质后,晶界处产生复杂化合物组织起到了弥散强化作用,使其综合力学性能明显提高,尤其是高温强度的显著提高,已完全满足活塞合金在使用性能上对高温强度的要求。     

过滤对高杂质含量的Al-12％Si合金组织和性能的影响

采用过滤器对电热法生产Al-30％Si粗合金配制的Al-12％Si合金进行了过滤除杂,研究了过滤对其微观组织及力学性能的影响.结果表明:该合金经过滤后能除去大部分Fe、Ca等杂质,使Fe相呈现出小块状或多面体状,球化趋势明显,消除了细长线状的Ca相,合金的力学性能得到明显改善,其抗拉强度已经接近纯Al配制合金.     

超声场作用下Al-1wt%Si合金水平连铸工艺参数的研究

为提高Al-1wt%Si合金键合线铸坯的质量,研究在功率超声作用下水平连铸工艺参数对φ10mm Al-1wt%Si合金铸坯的影响,阐明了铸造温度、拉坯速度、冷却水量与合金铸坯微观组织形貌的关系,在此基础上测量不同工艺参数条件下Al-1wt%Si合金铸坯的力学性能。实验结果表明:在1 000 W功率超声作用下,铸造温度为720℃,拉坯速度为100 mm/min,冷却水量为40 L/h时Al-1wt%Si合金铸坯的微观组织均匀细小,力学性能最佳,从而确立了制备Al-1wt%Si合金铸坯的最优铸造工艺参数来。     

用P和RE细化变质Al－20％Si合金

用磷（Ｐ）和混合稀土（ＲＥ）对Ａｌ－２０％Ｓｉ合金进行了细化变质处理。处理后的合金，初晶硅颗粒变细，其等效直径平均为２０ｕｍ左右，同时共晶硅得到变质。此外，合金的抗拉强度有所提高，在常温下达到２００～２４０ＭＰａ，在３００℃下达到１５０ＭＰａ左右。本文还叙述了Ａｌ－２０％Ｓｉ合金的细化变质工艺过程和条件。     

RE、Sr对高铁ZL101合金组织和性能的影响

采用光学显微镜、X射线衍射仪和INSTRON5882材料试验机研究了加入量为0.12%的Sr与不同含量的RE(RE含量分别为0、0.12%、0.24%、0.36%、0.48%和0.60%)复合加入对Fe含量为1.2%的ZL101合金组织和性能的影响。结果表明,在Sr加入量一定的情况下,适量RE与Sr复合变质可明显地改善高铁ZL101合金中的针片状β-Fe相形貌,使其由针状转变为细小的短棒状。同时,可以细化α-Al晶粒,T6热处理使共晶硅变为颗粒状。适量RE能提高Sr变质高铁ZL101合金的抗拉强度,但对其伸长率的提高不明显。当Sr含量为0.12%,RE含量为0.36%时,高铁ZL101合金在T6热处理态下的抗拉强度最大值为213MPa,比对应的铸态168MPa,提高了26.8%。     

P-RE复合变质对过共晶Al-20%Si-Mg合金凝固组织的影响

以过共晶Al-20%Si-Mg合金为研究对象,利用金相显微镜分析了不同成分配比的P-RE复合变质剂对合金凝固组织的影响。试验结果表明,P-RE复合变质剂对过共晶Al-20%Si-Mg合金的初晶硅和共晶硅均有良好的变质和细化作用,当变质剂配比为0.06%P+0.8%RE时,合金取得最好的变质效果,初晶硅由粗大的多边形块状变为钝化角状、块状或近球形,且分布更为均匀,平均尺寸由未变质的82.3μm细化到15.2μm;共晶硅由长的粗针状转变为颗粒状或短棒状,平均尺寸由未变质的9.1μm细化到3.6μm。