电磁-离心铸造Al-19Si-11Ni梯度复合材料的组织与性能研究

采用离心铸造工艺制备Al-Si-Ni复合材料铸件,铸件中形成的初生Al3Ni和初生Si颗粒尺寸较大,不利于发挥初生颗粒对铸件的强化作用。为克服这一缺点,本研究在离心场基础上加入电磁场,采用电磁-离心铸造工艺成功制备了Al-19Si-11Ni铸件,获得了初生Al3Ni和初生Si颗粒主要分布于铸件外侧的梯度复合材料。组织和性能对比分析发现,在离心场中加入电磁场后,可以有效降低初生颗粒的粘连与团聚,并细化晶粒。铸件的耐磨性能主要与初生颗粒的体积分数有关,铸件局部区域的初生颗粒含量越高,相应的耐磨性能也更好。

强磁场下不同溶质含量过共晶Al-Ni合金凝固组织中Al_3Ni初生相的定向排列

在不同溶质元素含量的过共晶Al-Ni合金的凝固过程中施加均恒强磁场,研究了Al3Ni初生相的定向排列行为.结果发现,均恒磁场能够使Al3Ni初生相均匀分布.而且,在平行于磁场方向的截面上Al3Ni初生相沿垂直于磁场方向发生定向排列,呈相互平行的链条状组织.但是,Al3Ni初生相晶体取向和定向排列是不同的,当初生相发生晶体取向时,却不一定发生定向排列.当溶质元素含量增大时,发生定向排列的Al3Ni初生相的量会明显减少.分析认为,合金中Ni溶质元素含量越低,磁场强度对溶质浓度场的影响越显著,Al3Ni初生相的定向排列效果越好.