Al-10Sr和Al-5Ti-0.2C对ZL101合金组织的影响

在ZL101合金熔体中分别或同时添加不同量的Al-10Sr和Al-5Ti-0．2C，保温不同时间，利用光学显微镜和电镜扫描，研究了Al-10Sr，Al-5Ti-0．2C对ZL101合金组织的影响规律。试验结果表明，向ZL101合金中添加质量分数为0．5％的Al-10Sr，可使共晶Si从粗大的针、片状转变为细小的短纤维状，同时促进了α-Al枝晶的形核生长，晶粒尺寸在100-250μm之间。若添加质量分数为0．2％的Al-5Ti-0．2C，可使初生α-Al晶粒成为40-70μm的等轴晶，对共晶Si也有一定的变质作用。当同时加入Al-10Sr和Al-5Ti-0．2C时，α-Al枝晶和共晶Si同时得到细化和变质，这主要归功于Al-10Sr和Al-5Ti-0．2C对ZL101合金细化变质的交互作用。     

B对过共晶Al-Si合金初晶Si的细化作用

研究了B对过共晶Al-20Si合金中初晶Si的细化作用。结果表明,B对过共晶Al-Si合金初晶Si有较好的变质效果。初晶Si的尺寸先随B含量的增加而减小,当B的添加量为0.065%时达到最佳的细化效果,之后初晶硅的尺寸开始随B含量的增加而增大。     

蛇形通道复合Sr变质处理对Al-28Si合金微观组织的影响

针对传统铸造过共晶Al-Si合金中存在粗大初生Si和针片状共晶Si的问题,采用蛇形通道复合Sr变质处理工艺制备了Al-28Si合金半固态浆料,对半固态浆料的显微组织以及初生Si的析出温度进行了研究。结果表明,该工艺可充分细化初生Si、有效变质共晶Si,初生Si尺寸由165.26μm细化到45.68μm,共晶Si由长针状转变为点状、蠕虫状。随着Sr加入量的增加,初生Si的析出温度先升高后降低,初生Si的晶粒尺寸呈增大趋势。具有大量纤维状分支的共晶Si在长大时受到了铝相抑制。     

Sr变质对Al-Si合金组织的影响

利用扫描电镜、透射电镜等分析手段,研究了Al-10Sr变质剂对Al-Si合金中共晶Si形貌及尺寸的影响。实验结果表明,Sr变质工艺不仅对共晶Si的组织产生很大的影响,并且影响Si的生长特征。随Sr加入量的增加,共晶硅的形貌由片状变为针片状加纤维状,最后为细小纤维状,而且纤维状共晶硅越来越细小;随加入温度的提高,共晶Si组织逐渐均匀和细化。最佳的Sr变质工艺为:加入量0.03%~0.05%、加入温度740~750℃、变质后保温时间40min。加Sr变质后共晶硅连续生长,成束分布,分枝较多。通常含有高密度孪晶,且常有两个或两个以上孪晶系同时启动,孪晶化晶体分布不均匀。     

稀土加入对Sr变质Al-13％Si合金共晶凝固的影响

采用热分析技术与组织观察研究了混合稀土(MM)加入对Sr变质Al-13%Si合金共晶凝固的影响.研究发现:少量MM(0.2%)加入导致Sr变质合金的显著形核温度(Tn)、再辉前最低温度(TM)和共晶生长温度(TG)显著降低,进一步增加MM(0.5%,1.0%)加入量反而使得这些特征温度升高,与仅Sr变质合金的相近;当MM加入量为0.2%时,因共晶Si相在更低温度下生长,导致共晶Si相的进一步细化.大量MM加入后,共晶体在相对较高的温度下生长而导致共晶Si相的粗化.在Sr变质合金中加入少量的MM进一步消除了潜在的共晶体的形核基底,因而使TN值大大降低,但凝固模式并未发生显著的改变.大量MM的加入可能使得合金液中共晶体的外来形核核心数量激增,因而TN反而升高,在试样中部区域也出现了共晶体的大量独立形核区,显著改变了共晶凝固模式.     

熔体温度与Sr变质对Al-20Si合金中Si相的影响

研究了熔体温度处理工艺(包括熔体混合及熔体过热处理)与Sr变质对Al-20Si合金中Si相形态的影响.结果表明,在试验条件下,单纯Sr变质对Al-20Si中的初晶Si细化作用较弱,对共晶Si变质效果不明显.经Sr变质的Al-10Si低温熔体与高温Al-30Si熔体按1∶1混合后,Al-20Si熔体中的形核核心数量增加,初晶Si明显细化;在熔体混合的基础上,对熔体进行过热处理,当熔体温度过热至1 000℃时,初晶Si平均尺寸可细化至14 μm,共晶Si也由未变质前的长针状变为短纤维状.     

Sr对Al-15.5Si合金共晶团大小的影响

在不同的冷却速度下，考察了Sr量对Al-15．5Si合金共晶团尺寸大小的影响。试验结果表明：随合金中Sr量增加，在金属型和干型冷却条件下，共晶团大小均呈现明显的减少趋势；共晶团大小受冷却速度影响显著，在相同Sr量下，金属型冷却下的共晶团的尺寸小于砂型冷却下的共晶团尺寸。     

Sr对Al-13%Si合金共晶凝固冷却曲线特征温度的影响

在冷却速度约为2℃/s条件下,考察了不同Sr量对Al-13%Si合金共晶凝固冷却曲线特征温度的影响。结果表明,随着Sr含量增加,形核温度TN、再辉前最低温度TM与再辉温度TG降低,共晶过冷度!TE增加,共晶团细化;分析认为,Sr的加入改变了-αAl Si共晶体的形核和生长,一方面,使TN与TM值下降,在凝固过程中,形核过冷度显著增大,因而潜在的形核基底被激活,导致形核率提高,共晶体晶粒数增多,另一方面,"TE=TE-TG(TE为共晶反应平衡温度)增大,表明Sr抑制了共晶体的生长。二者的共同作用导致共晶团细化。     

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.     

Al-B中间合金对铝合金晶粒的细化机理

通过对Al-B中间合金在纯铝、Al-0．5％Si、Al-1％Si、Al-1．5％Mg以及Al-4％Cu合金中的晶粒细化作用的实验研究,分析B的晶粒细化机理。结果表明：Al-B中间合金对纯铝的细化作用很弱,仅当B含量高于0,04％时,才表现出一定的细化效果。对于Al-0．5％Si、Al-1％Si、Al-1,5％Mg和Al-4％Cu合金,加入少量的B,对合金几乎没有细化作用：但当B含量达到0.02％时,合金晶粒明显细化,晶粒尺寸显著下降：增加B含量,晶粒尺寸继续下降,但下降速度趋缓。这表明AlB2不能作为液态铝的形核中心,而共晶反应机制是Al-B中间合金具有晶粒细化作用的主要原因。     

Study of Melt Thermal-Rate Treatment and Low-Temperature Pouring on Al-15%Si Alloy

Under the condition of melt thermal-rate treatment (MTRT) and low-temperature pouring (LTP), the tensile properties of Al-15%Si alloy are improved, the average size of primary Si is refined to about 20 μm from about 50 μm, and eutectic silicon can be well modified. The ultimate tensile strength and elongation are 201 MPa and 3.5%, and these values increase by 12% and 25%, respectively, compared with that obtained by conventional casting technique. The Al-15%Si alloy modified with Sr and RE additions was also studied for comparison purposes. The tensile properties of the Al-15%Si alloy treated with MTRT + LTP are superior to those modified with Sr or RE addition individually. The eutectic growth temperature difference between modified and unmodified melts was used to indicate the modification level. The modification effect of MTRT + LTP on Al-15%Si alloy is better than that modified with Sr or RE addition.     

The effects of Sc on the microstructure and mechanical properties of hypo-eutectic Al−Si alloys

The eutectic Si microstructure in Al-8.5wt.%Si alloy was changed from large flakes to fine lamellar when the Sc amount in the alloy reached 0.2 wt.%. 0.8wt.%Sc was optimal in terms of attaining the best modification effect. Study on the distribution of the modifiers and measurement of the surface tension of Al-8.5wt.%Si alloy melt with added Sr, Na, and Sc modifiers, respectively, reveals that Sc modifies eutectic Si by a decrease of surface tension, while Sr and Na modify eutectic Si mainly by an impurity-induced twinning mechanism. Al-8.5wt.%Si-0.4wt.%Sc alloy displayed approximately 50 and 70% increases in tensile strength and elongation, respectively, over Al-8.5wt.%Si alloy in the cast state. It also presented approximately 65 and 70% increases in tensile strength and elongation, respectively, over Al-8.5wt.%Si alloy at a ppt heat-treated state at 200°C for 3 h.     

原位观察共晶硅对Al-20%Si合金裂纹形成与扩展的影响

采用共聚焦激光扫描显微镜原位观察了Al-20%Si合金在拉伸过程中裂纹形成与扩展过程,研究了共晶硅对Al-20%Si合金裂纹形成、扩展的影响。结果发现:随固溶温度升高,Al-20%Si合金共晶硅粒化效果显著。铸态Al-20%Si合金拉伸过程中在针状共晶硅处容易产生裂纹,且裂纹主要在共晶硅之间扩展。经560 ℃固溶6 h,190 ℃时效10 h后,合金中针状共晶硅完全转变为颗粒状,有效降低了裂纹扩展速度,合金的抗拉强度和塑性明显提高。     

La对Sr变质Al-9Si-Cu合金组织及冷却曲线特征的影响

研究了La添加量对Sr变质Al-9Si-Cu合金组织及冷却曲线特征的影响。结果表明,随La含量的增加(0~0.8%时),初生α-Al相尺寸减小,冷却曲线上的初生α-Al相生长最低温度Tmin-α和最高温度TG-α升高;La含量较低时(0.1%~0.2%),明显增强共晶Si的变质效果,冷却曲线上的共晶最低温度Tmin-si和最高温度TG-si降低,共晶再辉温度(ΔTR-Si)值增加;La含量较高时(0.4%~0.8%),共晶Si的变质效果变差,Tmin-si、TG-si和ΔTR-Si减小;ΔTR-Si与共晶Si变质效果有良好的对应关系,ΔTR-Si值越大,变质效果越好。     

Al-20％Si中间合金对Al-Si合金共晶Si变质行为的影响

研究了Al-20％Si中间合金对铸造Al-Si合金显微组织的影响.结果表明:向Al-Si合金熔体中加入1％的Al-20％Si中间合金,Al-7％Si合金中的共晶Si由粗大的板片状变为细密的纤维状或点状,变质效果较好,而对共晶Al- 12％Si合金的变质效果较弱;浇注温度对合金显微组织影响较大,适当降低浇注温度,有利于铸件组织的细化;变质温度越低越有利于颗粒状Si相成为形核核心,抑制枝晶组织的形成长大;在变质温度为650℃时,Al-20％Si中间合金对Al-7％Si合金变质有效时间是3h左右.     

Eutectic nucleation in Al-25wt.%Si alloy through DSC

Eutectic nucleation in hypereutectic Al-25wt.%Si alloy with the addition of P was studied by calculating the activation energy and nucleation work. The results indicate that P refinement, which can decrease the activation energy as well as nucleation work of eutectic solidification, can increase the eutectic nucleation frequency of Al-25wt.%Si alloy, so the addition of P can refine the eutectic structures of hypereutectic Al-Si alloys. According to the calculations, there is a certain relationship between the precipitation of primary silicon and eutectic solidifica-tion, and the eutectic nucleation mode is independent of morphology transition.     

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%.     

铸造Al-Si合金Sr变质处理过程中共晶硅形态的渐变行为

通过光学显微镜和SEM考察了共晶硅形态与大小随Al-11.6%Si合金中Sr量的变化.研究发现共晶硅从片状转变成纤维状的过程并不是突变的,而是一个渐变过程,共晶硅的形态存在一个介于二者之间的中间态,具有明显的弯折与分叉,同时也具有纤维硅的特征.随着合金中Sr量的增加,共晶过冷度增大,同时孪晶边界能降低,使得硅相产生弯折、分叉,硅相形态不断向纤维化转变.     

STRUCTURE OF LIQUID Al-Si ALLOYS

In the light of DSC,electronic microprobe and X-ray diffration analyses of the melt-spin-ning ribbons and the structures of liquid hypoeutectic Al-7%Si,eutectic Al-12.7%Si andhypereutectic Al-18%Si alloys have been investigated.The results show that theAl-Si clusters in liquid hypoeutectic Al-Si alloy,the Si-Si clusters in liquid eutectic andhypereutectic Al-Si alloys exist at low temperatures,however,the size of clusters de-creases gradurally with increasing temperature.This process in which inhomogeneous liquidturns into homogeneous one happens in a range of temperatures.