形变热处理对亚共晶Fe-C-B合金组织和性能的影响

采用形变热处理的方法来改善含0.36%C、1.48%B的亚共晶Fe-C-B合金的组织和性能。结果表明,高温形变后,合金中的含硼硬质相由连续网状分布转变为块状聚集态分布,α-Fe中形成了(110)晶面的择优取向。形变后的试样经1050℃奥氏体化淬火后,硬质相聚集现象消失,转变为条块状弥散分布在基体中,基体完全转变成马氏体,α-Fe中(110)晶面的择优取向消失。经过形变热处理后,合金硬度达58 HRC,冲击韧性与形变热处理前有较大提高,达到9.3 J/cm2。

铬对亚共晶Fe-C-B合金组织与力学性能的影响

为了研究含量在低于3.80%范围内,Cr含量对亚共晶Fe-0.46C-1.48B合金的组织与力学性能的影响,采用光学显微镜、定量金相及X射线衍射研究了合金的微观组织,测试并分析了合金的硬度和冲击韧性。结果表明,Cr能促进亚共晶Fe-C-B合金凝固组织中初生奥氏体析出和珠光体转变,减少共晶莱氏体和共晶硬质相的析出,改善硬质相的形态分布。随Cr含量增加,铸态及热处理后合金的冲击韧性增加;硬度则先增加后下降,在Cr含量为3.23%时达到极大值。与不含Cr的试样相比,含Cr 3.80%的试样冲击韧性提高约50%。

亚共晶合金晶粒尺寸与相图变量相关双参数模型的检验

提出用于描述晶粒尺寸与工艺条件和相图变量相关联的简单双参数数学模型,然而,这些模型还没有通过良好的实验数据进行充分检验。采用精选的亚共晶合金实验数据检验这些模型,并提出实验数据的选择标准。采用这些双参数模型拟合被选择的实验数据,检查曲线的拟合质量和适用性,从而确定与实验数据吻合更好的数学模型。基于数据分析,探讨溶质元素细化晶粒尺寸的机理。结果表明,晶粒尺寸与合金凝固间隔之间存在明确的依赖关系,这种关系可采用P变量加以描述。晶粒尺寸对凝固间隔的这种明显依赖表明,在充型和凝固过程存在对流的铸锭和铸件中,与枝晶破碎有关的机理是控制溶质元素细化晶粒的主要运行机制。

熔体温度处理细化亚共晶Al-Si合金组织

利用正交试验的方法对熔体温度处理细化亚共晶 Al- Si合金的凝固组织进行了研究 .结果表明 ,经过熔体温度处理后 ,凝固组织中一次枝晶尺寸明显减小 ,长的树枝晶变为短的树枝晶或等轴晶 ,并且枝晶数量明显增多 ;二次枝晶臂间距变化不明显 .从原子团簇的角度分析认为 ,这是由于高、低温熔体混合后 ,低温熔体中大的原子团簇得到细化 ,从而导致混合熔体中形核质点增殖的结果 .研究同时发现 ,高、低温熔体的混合方式对熔体温度处理效果有直接影响 ,熔体的均匀混合有利于增大熔体凝固过冷度 ,减小临界晶核半径 。

亚共晶Al-Si合金熔体处理的研究进展

评述了近年来在亚共晶Ａｌ－Ｓｉ合金的净化、变质和晶粒细化等熔体处理领域所取得的进展，指出将喷射熔剂法用于整个熔体处理过程是今后的发展趋势。

压力铸造对亚共晶Al-11Si-1.8Cu合金的组织细化作用

以亚共晶铸造Al-11Si-1. 8Cu合金为研究对象,基于普通重力铸造和高压压力铸造条件下合金的组织分析,研究了压力铸造对亚共晶Al-11Si-1. 8Cu合金的组织细化作用,结果表明:与普通重力铸造相比,压力铸造不但能明显细化亚共晶Al-11Si-1. 8Cu合金组织中的初生a-Al和共晶Si相,还使合金组织中初生a-Al相的形态由树枝状转变成了球状,并且随着高压压铸压力的增大,初生a-Al相的球状形态越圆整和细小,同时合金组织中共晶Si相的析出也明显受到抑制。

Pb—Bi亚共晶和包晶合金的快速凝固

采用硅油净化法使大体积Pb－50％Bi亚共品合金和Pb－29．2％Bi包晶合金分别获得了45K（0．11TL）和117K（0．23TL）的过冷度，并对这两种合金快速凝固过程中ε金属间化合物相的组织形态及随过冷度的变化规律进行了探讨，对于Pb－50％Bi亚共晶合金，实验发现ε相以枝晶方式生长，随着过冷度的增大，ε相枝晶细化显著，最大过冷度处一次和二次枝晶间距细化达一个数量级，同时在过冷度达45K的试样中发现了ε相的表面形核，在试作内部ε枝晶相互支叉形成网状，对于Pb－292％Bi包晶合金，当过冷度较小时包晶反应持证明显，但当过冷度达到117K时包品区应被抑制，ε相直接从液相中形成，凝固组织为单相ε金属间化合物为了进一步揭示亚共晶合金中ε相技晶生长动力学特征和包晶合金中的相选择及组织变化规律。

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。

细化变质对亚共晶Al-Si合金熔体结构的影响

在分析二元亚共晶Al-Si合金熔体结构,以及Al、Si、Ti、Sr等主要组元物性特点的基础上,利用电子理论论述了细化和变质对亚共晶Al-Si合金熔体结构的影响。细化和变质过程可归结为活性元素Ti、Sr分别与熔剂Al原子和溶质Si原子之间的电子交换,从不同角度提高了熔体结构的均匀性,不仅改善合金熔体结构,而且相互抑制衰退。

亚共晶铝硅合金锶变质处理的孕育和衰退

通过考察A356合金变质后在静置和重熔过程中细化效果的变化,分析研究了亚共晶铝硅合金变质处理的孕育和衰退,以及合金锭预变质对变质效果的影响。结果表明,变质衰退表现为Sr含量低于某一临界值,有效期取决于初始Sr含量、熔化工艺及精炼方法等;变质处理孕育期的直接成因是中间合金释放Sr元素并与Si晶胚达到吸附平衡需要一定的时间;采用预变质合金锭,能够消除变质处理孕育期,稳定变质效果。

Bi对亚共晶Al-Si合金组织和性能的影响

研究了Bi对亚共晶Al-Si合金组织和性能的影响。结果发现,Bi对亚共晶Al-Si合金具有较好的变质作用。Bi变质后,共晶Si由粗大针片状变为细小的纤维状,同时初生α-Al枝晶得到细化;与未变质合金相比,加入3%Bi变质后,其强度提高了3.9%,断后伸长率提高了62.5%。

亚共晶铝硅铜镁铸造合金共晶硅相在固溶处理过程中形貌变化的定量金相分析

研究表明：该合金在固溶处理过程中硅相形貌变化可用硅相颗粒的平均面积、面积相当直径、面积率、长度比、平均周长、单位面积硅相颗粒数及硅相颗粒尺寸分布图等定量金相学参数来描述，据此可评价固溶处理效果；固溶处理时硅相颗粒的粗化过程符合ＬＳＷ（Ｌｉｆｓｈｉｚ－Ｓｌｙｏｚｏｖ－Ｗａｇｎｅｒ）粗化模型。

交流磁场对亚共晶Al-Fe合金组织的影响

研究了不同冷速下交流磁场对亚共晶Al-0.90%Fe合金凝固组织的影响,试验结果表明,在交流磁场作用下,共晶组织中的Al3Fe相均向样品的中心处富集,且随着冷速降低这种趋势增大。并对交流磁场的作用机制做了探讨。

变质工艺对亚共晶Al-Si合金共晶硅细化的影响

研究了工业生产Sr变质亚共晶Al-7%Si合金时,变质剂含量、变质温度、变质时间、浇注温度等工艺参数对合金共晶硅细化及其性能的影响。结果表明,在大规模工业化生产中,上述工艺参数严重影响共晶硅的变质效果。采用Al-10%Sr对亚共晶Al-7%Si合金进行变质,在w(Sr)=0.015%时,保温40min后,共晶团内的Si完全成为圆颗粒状,尺寸为5～10μm,达到最佳变质效果。采用Sr变质亚共晶Al-7%Si合金最佳变质温度为700℃,变质后共晶硅组织分布均匀;浇注温度为640℃时的铸件宏观组织最佳,晶粒度可稳定的达到2级,升高浇注温度,晶粒度提高。精炼后,变质时间为30～60min进行浇注,试样针孔度最小,熔体洁净程度高。

硼对亚共晶Al-Si合金的细化作用

利用ＤＳＣ，ＳＥＭ 和Ｘ 射线衍射等手段， 分析了硼对纯铝及亚共晶ＡｌＳｉ 合金的细化作用。发现在纯铝中， ＡｌＢ２ 分布在铝的晶界上， 无细化作用； 而在ＡｌＳｉ 合金中， ＡｌＢ２ 具有细化α（Ａｌ） 晶粒的性能。分析认为， 在ＡｌＳｉ 加硼的熔体中， ＡｌＢ２ 虽不能作α（Ａｌ） 的核心， 但它为Ｓｉ 的析出提供形核衬底，随温度的下降， α（Ａｌ） 在Ｓｉ 相上形核， 达到细化的目的。

Al-3B中间合金的加入量对亚共晶Al-Si合金晶粒细化的影响

研究了Al 3B中间合金不同的加入量对亚共晶Al Si合金晶粒尺寸的影响。该中间合金对所研究全部范围内的Al Si合金都具有一定的细化效果 ,但在不同的含硅量下其细化能力并不相同。同时证实对未经细化处理的亚共晶Al Si合金而言 ,在含硅量约 3% (质量分数 ,下同 )时合金具有最小的晶粒尺寸。随着Al 3B中间合金加入量的提高 ,出现最小晶粒尺寸的合金成分向高硅方向移动 ,当加入量达到 1%时 ,在含硅量为 6 %的Al Si合金中出现最小的晶粒尺寸。

亚共晶Al-Si合金的细化处理

比较了Ａｌ－３％Ｔｉ－３％Ｂ，Ａｌ－５％Ｔｉ－１％Ｂ中间合金对亚共晶Ａｌ－Ｓｉ合金的晶粒细化效果。结果表明，Ａｌ－３％Ｔｉ－３％Ｂ中间合金的细化作用明显优于Ａｌ－５％Ｔｉ－１％Ｂ。主要是Ａｌ－５％Ｔｉ－１％Ｂ中间合金加入熔体中，过量的Ｔｉ在ＴｉＢ２／熔体界面形成三元铝化物，通过包晶反应成为α－Ａｌ的异质晶核，但包晶反应温度的急剧下降是导致晶粒细化能力下降的直接原因；而Ａｌ－３％Ｔｉ－３％Ｂ中间合金加入熔体中，过量的Ｂ在ＴｉＢ２／熔体界面形成富Ｂ层，在冷却过程中，将发生共晶反应，生成大量的α－Ａｌ晶核，达到细化目的。

铸造亚共晶铝硅合金绿色化规划探讨

根据绿色化思想 ,对铸造亚共晶铝硅合金进行了绿色化规划探讨。现有的铝硅合金牌号过多 ,以铸造亚共晶铝硅合金为例 ,中国至少有 11种牌号 ,美国有 14种 ,俄罗斯有 16种 ,日本有 11种。同时 ,这些合金的性能大多相互覆盖。这为材料选择、加工、管理和回收带来诸多不便。为了解决这些问题 ,规划出两种牌号 ,足以满足一般的要求。一种为低成本、中等性能合金 (σb=15 0～ 2 0 0MPa ,δ5=1.0 %～ 4.0 % ,如美国的 35 6 .0或中国的ZL10 1) ;另一种为中等成本、中高性能合金 (σb=2 0 0～ 42 0MPa ,δ5=2 .0 %～ 8.0 % ,如我国新近开发的ZL12 0 )。

Na、Sb对亚共晶Al-Si合金变质效果的影响

通过在亚共晶Al Si合金中分别加入Na、Sb变质剂,保温1～5h,重熔1～3次,对其显微组织及力学性能进行了比较研究。结果表明,随保温静置时间的延长,两种变质的共晶硅长度都增大,拉伸强度和延伸率都下降,但是Na变质远大于Sb变质的共晶硅长度,Sb变质的拉伸强度和延伸率均大于Na变质;随重熔次数增多,Na变质的共晶硅长度、力学性能基本不变,而Sb变质的共晶硅长度增大,力学性能下降,但是共晶硅长度远小于Na变质,力学性能均大于Na变质,说明Sb变质衰退缓慢,有良好的重熔性。

Sr变质对亚共晶铝硅合金中共晶硅形貌的影响

研究了添加0~0.08wt%的Sr变质剂对铸态和热处理态亚共晶铝硅合金中共晶硅形貌的影响。结果表明,随Sr含量的增加,在铸态时共晶硅的形貌由粗大的长针状变为短小的针片状,最终变成分布均匀、细小的蠕虫状。经过热处理后,合金中共晶硅的形貌由粗大的棒状逐渐变短,最后转变成细小的圆点状。当Sr添加量增大到0.06wt%时,合金的拉伸断口组织良好,韧窝增多。