Sr-PM复合变质过共晶铝硅合金

研究了PM和Al-10Sr复合变质过共晶铝硅合金A390.考察了复合变质剂的加入顺序、加入量以及变质的长效性.试验发现:PM和Sr复合变质剂的加入顺序对过共晶铝硅合金A390变质效果影响很大,先加入PM变质剂,后加入Sr变质剂,变质后初晶硅呈现开花状形貌,共晶硅为细小的圆点状;先加入Sr变质剂,后加入PM变质剂,初晶硅变质效果明显优于单独PM变质效果.加入PM质量分数为1%时,Al-10Sr变质剂的最佳加入量为合金质量的0.4%,变质后初晶硅平均尺寸可达到35 μm,而且PM与Sr复合变质具有很好的长效性.     

Sr+RE在Al-40wt％Si合金中的复合变质作用

研究了Sr+RE复合变质对Al-40wt％Si合金的组织和性能的影响.结果表明,Sr+RE复合变质处理不仅对初晶硅和共晶硅具有变质作用,对枝晶α也有明显的细化作用.当RE加入量保持不变,随着Sr加入量的增加,初晶硅由角块状或大板片状先变为小块状再变为多角的大块状,边、角钝化;共晶硅由针片状变为纤维状加短杆状,最后为密实短杆状,甚至粒状;枝晶α由高度发达的树枝状转变为等轴晶,分布均匀.另外,随Sr加入量的增加,合金力学性能得到显著提高,抗拉强度提高37％,伸长率增加1倍多,硬度提高21％;当Sr加入量为0.05 wt％～0.077 wt％时,组织形貌最理想,综合力学性能最优.     

Al-24%Si过共晶合金的磷锶变质效果研究

对Al-24%Si过共晶合金进行单一P、Sr变质及P-Sr复合变质处理,研究变质后微观组织。试验结果表明,单一P变质能很好的细化初晶硅,平均尺寸由未变质的200μm变为25μm,棱角钝化且弥散分布;单一Sr变质能使初晶硅产生鱼骨状,使共晶硅细化为短杆或蠕团状,且呈弥散分布;P+Sr复合变质对合金组织中的初晶硅和共晶硅均有一定的细化作用,但变质效果并不理想。     

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。     

基于正交设计的高硅活塞合金的优化变质处理

运用正交设计方法研究了P+RE+Sr三元复合变质对Al-28%Si活塞合金铸态组织及T6热处理后性能的影响。结果表明:复合变质剂的加入量对初晶硅细化作用的影响较大,初晶硅平均尺寸在20.91~42.5μm间变化,并通过拟合回归曲线及建立初晶硅受力模型说明初晶硅尺寸和形态对其力学性能有较大影响;通过极差分析得到复合变质剂最佳加入量为0.3%P+1.0%RE+0.06%Sr;验证试验也表明,初晶硅平均尺寸L可一次细化至17.75μm,共晶硅呈细小颗粒状,300℃瞬时高温抗拉强度较未变质时提高50%;高温拉伸断口SEM分析表明,未变质试样断口存在粗大的初晶硅,呈脆性断裂,优化复合变质后,初晶硅细小,呈具有大量韧窝的混合状断口。     

P-Sr-RE复合变质对过共晶铝硅合金微观组织的影响

通过单独添加稀土元素和复合添加磷+锶+稀土研究两种变质剂对Al-25%Si合金的变质效果,再经重熔和选择不同模具研究变质剂的重熔性和冷却速度对变质效果的影响。结果表明：稀土元素的添加可同时实现对初晶硅和共晶硅的细化变质,当稀土加入量为0.8%时,初晶硅平均尺寸为45μm,共晶硅细化为颗粒状或短棒状。RE加入量为1.0%,锶加入量为0.8%,磷加入量为0.8%时,初晶硅平均尺寸为33μm,共晶硅为颗粒状或短棒状。P-Sr-RE复合变质时,具有很好重熔性能,重熔5次后,初晶硅平均尺寸均小于60μm,共晶硅平均尺寸均小于10μm。此外,变质效果受冷却速度的影响很小,不同模具浇注后合金的初晶硅平均尺寸均小于33μm,共晶硅均为细小的短棒状。     

磷、锶复合变质对Al-24%Si合金组织形貌的影响

探讨了磷、锶及其复合变质加入顺序对Al-24%Si合金组织形貌的影响。结果表明:磷对初晶硅的细化起作用;锶对共晶硅起细化作用,但能裂解初晶硅。先加磷后加锶复合变质时,共晶硅呈圆点状,细化作用较单一锶变质时好,但对初晶硅的细化变质效果不明显;先加锶后加磷复合变质时,初晶硅的尺寸更加细小,其变质效果较单一磷变质好,但对共晶硅的作用不明显。     

锶对铝硅合金磷变质的影响

利用金相和电子探针微成分分析仪(EPMA)等手段研究了共晶Al-Si(ZL109)合金熔体中Sr对P变质效果的影响。结果表明:Sr的加入量小于0.175%时,对P变质没有影响。分析表明:在Al-Si合金中心仍是作为核心的AlP,其周围是Sr与P、Al、Ca、Mg生成的多元化合物,此多元化合物与初晶硅的晶格结构相似。     

添加Ce与P+Sr复合变质对高硅耐热铝合金组织与性能的影响

研究了添加Ce与P+Sr复合变质对Al-21Si-1．5Cu-0．5Mg-2．5Fe合金显微组织与性能的影响。结果表明:添加1．5％Ce使粗大针状铁相消失,形成富Ce富Fe的鱼骨状相;P+Sr复合变质可使初晶硅平均尺寸由70 mm细化到20mm,共晶硅平均截线长降到2．1 mm,合金室温抗拉强度比未变质前提高21．5％,与P+Sr+Ce复合变质的Al-21Si-1．5 Cu-1．5Ni-2．5Fe-0．5Mg合金相当。     

稀土La＋Sr复合变质对ZL101A合金组织的影响

研究了稀土La Sr复合变质对ZL101A合金共晶硅形状的影响.分析了复合变质剂加入量、变质温度、保温时间和冷却速度对合金组织的影响.结果表明,当Sr加入量为0.015%时,加入0.2%的La即可达到很好的变质效果,显著减少了稀土用量.另外,复合变质不但解决了Sr的潜伏期问题,而且还使ZL101A合金在变质时对温度的敏感性降低,在720℃就可完全发挥变质作用.复合变质后,晶粒能够细化到0.5 mm,比单一稀土细化效果更好.同时得出,冷却速度越快变质效果越好.     

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。     

过共晶铝硅合金变质处理的研究进展

综述了过共晶铝硅合金变质处理及其细化变质机理的研究进展.采用含磷化合物或含磷合金等细化变质处理过共晶铝硅合金中的初晶硅已取得了良好的效果;变质元素Na、Sr、Ba、Te、Sb、S、Y、Ca、Bi、As、Ce、Nd、RE等元素对共晶硅具有较好的细化变质作用;近年来,同时添加磷和混合稀土复合变质剂,既能细化初晶硅,又能细化共晶硅.寻求具有良好双重变质效果的复合变质剂,深入探讨变质机理已成为今后努力的方向.     

稀土变质对Al-30%Si过共晶合金Si相的影响

用光学金相分析手段,研究了未变质和稀土变质的Al-30%Si过共晶合金Si相的形貌.结果表明,变质合金中无论是初晶硅还是共晶硅的形貌较未变质合金有较大变化;随变质剂含量的增加,初晶硅尺寸进一步减小并且分布更弥散.共晶硅的形态从粗大的板片状转变为细小的纤维状;变质存在一个最佳值量,超过这个量时会出现过变质现象.变质剂的最佳加入量为20%.     

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。     

共晶铝硅合金Sr,RE以及P变质处理的研究

对共晶铝硅合金进行了Sr、RE以及P变质处理的研究。结果表明,锶变质处理后达到最佳变质效果有一定的时间,本实验为90min,其后又有变质衰退现象;稀土是一种良好的变质剂,但Sr、RE复合变质同其单一变质相比,效果差别不明显;P变质对共晶组织也有明显的影响,它可使共晶点左移,从而在共晶成分时也可析出初晶硅,使共晶硅的数量减少,同时共晶硅较为粗大。     

P-RE对过共晶Al-Si合金组织和性能的影响

采用P和RE对过共晶Al-Si合金进行复合变质处理,在不同P和RE添加量下对合金显微组织和力学性能进行了分析和测量。结果表明,P和RE复合变质对初晶硅和共晶硅均有很好的变质效果,初晶硅尺寸明显减小且棱角钝化,共晶硅由原来的长针状变为颗粒状。加入(质量分数,下同)0.08%P和0.6%RE时,合金的微观组织和力学性能同时达到最佳,室温和高温抗拉强度分别达到306MPa和187MPa,与未变质合金相比,提高了20%和34%;室温和高温伸长率分别达到0.48%和1.58%,与未变质合金相比,提高了40%和88%。     

过共晶铝—硅合金变质的试验研究

试验研究了Al-23%Si、Al-25%Si、Al-28%Si合金的磷,稀土变质,磷与稀土联合变质和磷铜与钠联合变质的变质效果。结果表明:磷只能细化初晶硅;稀土只能细化共晶硅;磷与稀土联合变质时,具有叠加效果,既细化了初晶硅,又细化了共晶硅;磷铜与钠联合变质只能变质共晶硅。抗拉强度主要受初晶硅粒度及形状的影响,延伸率主要受共晶组织形态的影响。     

ZL101合金的变质

采用扫描电镜, 对ZL101合金的Sr变质效果与保温时间、 Sr含量及晶粒尺寸的关系进行了研究. 结果表明 ZL101共晶硅的Sr变质具有长效性, 且达到最佳变质效果前有一时间间隔;加入的Sr量有一临界值, 超过此值, 变质效果变化不明显; 若共晶硅越细小, 变质效果则越好, 达到最佳变质效果的时间也随之缩短.     

变质处理对A356合金性能的影响

研究了稀士Ce变质及Ce+Sr复合变质对A356合金性能的影响.分析了变质剂加入量对A356合金组织和性能的影响.研究结果表明,在采用金属型铸造的条件下,加入0.5％Ce变质或者采用0.05％Sr+0.45％Ce的复合变质均能达到最佳的变质效果.由于变质剂的加入,使得合金的晶粒尺寸减小,晶粒平均尺寸由未变质时的约4mm降低到变质后的约1mm.扫描电镜结果表明,共晶硅的产生都是在铝相的狭缝中,同时也证明复合变质的效果更优.