过共晶Al-18%Si合金受控扩散凝固组织与行为

采用受控扩散凝固(CDS)技术制备过共晶Al-18%Si合金,研究其凝固组织随低温母合金温度变化的演变规律和凝固行为本质。结果表明:受控扩散凝固能抑制初生硅相的过度各向异性生长,有效改善合金凝固组织结构。采用适当温度的Al-25%Si合金(800℃)和纯Al(580℃)混合进行受控扩散凝固时,凝固组织中初生硅相分布均匀,无宏观偏析,且其平均尺寸达到42.85μm。当纯Al温度偏低时,凝固组织中初生硅相偏聚严重;当纯Al温度较高时,凝固组织中初生硅相尺寸偏大。分析表明:在受控扩散凝固过程中,固-液界面前沿形成了较小的"成分过冷",初生硅相在过冷区内趋于平界面生长。溶质原子扩散距离的平方与平衡温度成对数关系,温度愈高,扩散愈充分,宏观偏析愈少。     

Al-Si中间合金的生产工艺研究

研究了Al-Si中间合金的熔制工艺,对比了不同工艺制备的Al-Si中间合金的质量,分析了影响Al-Si中间合金质量的因素,结合生产实践提出了一套优化的制备工艺,满足了生产要求。     

Al-Si合金活塞性能实验研究

Al-Si合金被广泛用于制造各种活塞，其中又以ZL109使用最为普遍。应某公司要求，本课题组对A、B两个厂家的活塞进行评估。运用了化学分析、金相、扫描电镜、硬度实验等手段，发现A、B两厂产品尽管成分相似，但A厂活塞为过共晶组织，B厂样品却为亚共晶组织，并得出A厂活塞制造的工艺较优的结论。     

耐高温磨损堆焊焊条的研制

研制出一种含硼等多种合金元素的耐高温磨损堆焊焊条。测试结果表明熔敷金属为过共晶组织。常温硬度和耐磨性都高于瑞士卡斯托林公司6715焊条。高温硬度分别达到了HV613(600℃)和HV297．3(800℃)，也高于6715焊条。     

强磁场对亚共晶铝-硅合金变质处理的影响

研究了强磁场对亚共晶铝-硅合金变质处理的影响。对Al-6Si亚共晶铝．硅合金进行Na盐变质处理后,重熔并在720℃下保温20min时,如果不施加强磁场,共晶Si呈粗大的针片状,长度和分布不均匀,凝固组织为未变质组织,即发生了重熔失效的现象。施加强磁场的条件下,共晶Si仍呈细小的颗粒状,凝固组织仍与第一次变质后相当,没有发生重熔失效的现象。分析认为重熔失效是Na的氧化和烧损以及凝固过程中对流的共同作用的结果。而施加强磁场的条件下,合金的变质组织得以保持是由于强磁场强烈抑制了熔体对流的。对固态下的合金施加强磁场对变质组织没有产生影响。     

Al-Si系变形铝合金的熔铸工艺特点

从合理的确定元素Si的合金化工艺、防止初晶Si组织的残留及产生、注重合金的化学成分控制、对共晶Si相的变质处理、抑制铸锭中气孔缺陷的产生等五个方面阐述了Al-Si系变形铝合金的熔铸工艺。     

AZ91D合金SIMA形变组织与共晶熔化激活能的研究

研究了SIMA法制备半固态AZ91D镁合金坯料过程中形变率对形变组织的影响, 并采用DSC技术研究了形变率与共晶熔化激活能的关系.结果表明:随着形变率的增大,合金的原始组织由树枝晶演变为碎块晶,晶粒内存在位错、孪晶缺陷;合金的共晶熔化激活能随形变率的增大而变小,当形变率达到40%时,共晶熔化激活能下降很少;共晶熔化开始温度随形变率的增大略有下降.     

B对亚共晶Al-7Si合金共晶凝固过程的影响

研究了B含量及保温时间对Al-7Si合金凝固组织和冷却曲线的影响.利用热分析技术测量了冷却曲线共晶凝固段的特征值,利用图像分析技术测量了共晶Si相平均面积、形状指数.结果显示B的加入对Si相形状指数和冷却曲线特征值的影响不大;在一定的晶粒尺寸范围内共晶Si相平均面积随着初晶晶粒尺寸的减小而减小.     

A356合金细化处理效果的孕育和衰退

通过考察A356合金在静置过程中细化效果的变化，研究了亚共晶铝硅合金细化处理的孕育期和衰退期。细化处理的孕育期的形成是由于细化初期的溶质过冷度小造成的，随着溶质Ti含量的增加，溶质过冷度增大，从而激活更多的形核质点，限制枝晶生长；长时间静置后，尽管细化元素Ti含量基本不变，但是成分偏析倾向加剧，形核质点粗化并沉淀，有效核心减少，出现细化效果衰退；采用预细化合金锭可以缩短甚至消除细化处理的孕育期。     

电磁搅拌与变质复合作用对Al-20Si合金初生硅相的影响

使用电磁搅拌、变质处理及其复合工艺分别成功制备了过共晶Al-20Si半固态浆料，研究了电磁搅拌和变质的复合作用对过共晶Al-20Si合金中初生Si长大和形貌的影响。研究结果表明：复合作用可以获得比单种变质处理和电磁搅拌的过共晶Al-20Si合金更加细小、更加圆整的初生Si组织。复合作用获得的初生硅比单一处理尺寸平均减小25．19％，圆整度平均提高8．40％。而且共晶Si组织也得到球化。复合作用细化组织的机理为：变质后施加旋转磁场，促进了变质剂的扩散，更多的初生Si与共晶Si组织相互打碎，深化了变质和电磁搅拌效果，细化显微组织。