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。

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。

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 )。

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。

亚共晶铝硅合金成分偏析的遗传现象

本文通过现场调查亚共晶铝硅合金在熔化过程中Si、Ti含量的变化 ,研究和分析了合金成分偏析产生的原因及其遗传过程。结果表明 ,合金锭成分偏析产生的原因主要是Al Ti中间合金对亚共晶铝硅合金没有明显的细化作用 ,这种成分偏析现象存在于整个熔化过程并遗传到最终铸件 ;塔式熔铝炉难以消除这种遗传现象。要消除这种遗传现象 ,合金锭不仅要成分合格 ,而且要有均匀分布的组织和成分。

亚共晶铝硅合金熔体处理工艺的交互作用

综述了亚共晶铝硅合金熔体处理过程中存在的原始炉料状态、细化处理和变质处理之间的交互作用行为 ,及其对合金性能的影响 ,指出明确并控制“原始炉料 -熔体 -制品”系统转变过程是提高铸造铝合金性能的关键 ,要合理制定熔体处理工艺必须综合考虑原始炉料的遗传效应。

AlTiC和Al4B、Al3Ti4B中间合金对纯铝和亚共晶铝硅合金的细化机理

研究了ＡｌＴｉＣ和Ａ１４Ｂ、Ａ１３Ｔｉ４Ｂ等中间合金细化剂对纯铝和亚共晶铝硅合金的细化效果和细化机理。实验发现Ａ１６Ｔｉ０．２Ｃ对纯铝有很好的细化效果，但对高Ｓｉ含量的亚共晶铝硅合金几乎没有细化效果；而Ａ１４Ｂ、Ａ１３Ｔｉ４Ｂ等ｗ（Ｔｉ）／ｗ（Ｂ）＜２．２（ｗ（Ｔｉ）／ｗ（Ｂ）＝０时即为Ａ１－Ｂ合金）的ＡｌＴｉＢ合金对纯铝没有细化效果，但对亚共晶铝硅合金却有非常好的细化效果。上述实验结果与中间合金的成分及其第二相的类型有直接关系，即与不同中间合金的细化机理相关。

电磁场下亚共晶铝硅合金组织和性能的研究

研究了电磁场作用下的亚共晶铝硅合金组织和性能的变化,结果表明,在电磁振荡条件下,随着电流密度和磁场强度的增加,亚共晶铝硅合金微观组织逐渐细化,与同条件下的单一电磁场作用相比,电磁振荡作用下合金微观组织细化效果最好,且力学性能也得到显著提高;本试验条件下,当磁场强度B=0.153 T,电流密度I=63.69mA/mm2时组织细化效果最佳,力学性能最好。

亚共晶铝硅合金自生Mg_2Si复合材料的显微组织研究

采用光学显微镜,对亚共晶Al-8%Si合金自生Mg2Si复合材料的显微组织进行分析。结果表明,Al-8%Si合金中加入6%镁时,共晶Mg2Si组织呈完整发达的古汉字状、树枝状、五星花瓣状等;加入2%镁时,Mg2Si量极少,呈零星颗粒状、鱼骨状或树枝状;加入4%镁时,共晶Mg2Si组织形貌呈纤维状、树枝状,这种显微组织即为亚共晶Al-8%Si合金自生Mg2Si增强相的理想组织。

超声及电磁场场对亚共晶铝硅合金凝固组织的影响（英文）

本文研究了4004铝合金在不同物理场作用下初生α-Al和共晶硅的形貌特征.不同物理场主要包括超声场、电磁场、超声和电磁复合场.实验结果表明,单独应用超声或电磁场情况下,铸锭的凝固组织都达到了细化效果.特别是功率超声场,可以细化铝合金中的共晶硅相.当施加超声和电磁复合场时,初生α-Al相和共晶硅相都得到细化,细化程度与同等条件下施加功率超声场的细化效果几乎等同,但是,复合场处理的铸锭细化区域明显得到扩大.

亚共晶铝硅合金半固态初生相形貌分形维数的计算

利用低过热度浇注技术制备了亚共晶铝硅合金半固态浆料,研究了半固态初生相的形貌及其分形维数和计算方法.应用图像计盒维数的算法计算了亚共晶铝硅合金半固态初生相的分形维数,并编制了相应的计算程序对亚共晶铝硅合金半固态初生相的形貌图像的计盒维数进行了计算.结果表明,不同工艺条件下制备的亚共晶铝硅合金半固态的初生相形貌有不同的分形维数;分形维数可反映初生相形貌的复杂程度.借助分形维数的计算结果可研究亚共晶铝硅合金半固态初生相的形貌及其组织性能.

B细化处理对亚共晶铝硅合金力学性能和断口形貌的影响

采用金相显微镜、扫描电镜、电子拉伸试验机等检测手段对B细化处理后的亚共晶铝硅合金显微组织、断口形貌和力学性能进行了研究.结果表明,经B细化处理后,α-Al相枝晶被细化,致使铝硅合金力学性能得到明显改善.其中,B含量为0.036Wt%时,合金组织最理想,其σb、δ比未细化时分别提高了15.2%和67.8%.从断口形貌上看,试样断口形貌均呈现准解理断裂.其中,B含量为0.036Wt%时的试样断口韧窝较为深而小,呈现较好的强韧性.

多元合金化亚共晶铝硅合金组织及强度的研究

采用Sr对含Si量为10.5%的亚共晶铝硅合金进行变质以细化共晶硅组织,并进行Cu、Ni、Zn、Mg等多元合金化及热处理以提高合金的强度。结果表明:加入0.06%Sr能够使合金中的共晶硅由粗大的针状转变为细小且弥散的纤维状。加入3.5%Cu、1.0%Ni、1.0%Mg及0.5%Zn等元素进行多元合金化,采用0.06%Sr变质处理,并经过520℃固溶6 h和185℃时效6 h的处理,可以使亚共晶铝硅合金的室温抗拉强度达到347.7MPa。

半固态亚共晶铝硅合金制备技术的新进展

介绍了近些年来亚共晶铝硅合金半固态浆料制备技术的新进展,重点叙述了新近开发的无搅拌或弱搅拌条件下低温浇注或低过热度浇注技术的研究和应用情况,提出了该技术还需解决的若干问题.

稀土对亚共晶铝硅合金性能的影响

用稀土元素添加剂(自制)作为铝硅合金中加入稀土元素的中介原料,研究RE对亚共晶铝硅合金性能的影响。结果表明:该合金的抗拉强度和伸长率在一定浓度范围随RE含量增加而同步增长,且都有相同的最佳效果加入量,但稀土元素对铝硅合金的抗拉强度改善效果不是很明显。然而,由于稀土元素在合金中的共晶体与基体相间形成的一种过渡相物质使铝硅合金的伸长率提高则非常显著。

再熔融加热对亚共晶铝硅合金半固态组织演变的影响

提出一种新的亚共晶铝硅合金半固态坯料制备方法 ,即再熔融加热制备法 ,其特点是不对熔融金属施加任何机械的或电磁的搅拌力 ,而是通过在金属凝固过程中进行再熔融加热 ,获得具有近球状初晶相的亚共晶铝硅合金半固态组织。研究了Al 7%Si 0 .2 %Ti半固态合金再熔融加热制备过程中再熔融温度及保温时间等关键工艺参数对半固态组织的影响 ,并讨论了再熔融加热对半固态组织演变的影响。

亚共晶铝硅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.

钇在亚共晶铝硅合金中的作用研究进展

亚共晶Al-Si合金具有优异的铸造工艺性能和良好的力学性能,应用广泛,尤其适合大型薄壁复杂结构铸件的生产,比如燃油壳体、发动机缸套等。现代工业的进一步发展对亚共晶Al-Si合金的综合力学性能提出了更高的要求,提高亚共晶Al-Si合金的综合力学性能迫在眉睫。改善合金的组织是提高合金综合力学性能常用的一种方法。亚共晶Al-Si合金的组织包括初生α-Al、共晶相(包括共晶Al和共晶Si)、杂质相(如富Fe相)等,其中共晶Si呈粗大板片状,在合金部件服役过程中易导致应力集中而使部件失效。通过变质处理,将共晶Si形貌变质为应力集中小的麦穗状、纤维状等,能显著提高Al-Si合金的综合力学性能。因此,很多学者一直在从事变质共晶Si的研究。化学变质共晶Si操作简单、价格低廉,即在合金熔炼过程中加入一种或几种化学物质,改变共晶Si形核和生长的方式,从而改变其形貌。近年来,很多学者一直在寻找更合适的亚共晶Al-Si合金共晶Si变质剂,并取得了丰硕的成果。Na和Sr是应用比较早且十分广泛的变质剂,Sb也是一种常见的变质剂,但它们在工业化使用过程中都有较大的缺点,如Na易挥发、污染环境等,Sr易使合金熔体吸气而导致气孔和氧化夹杂,Sb大量使用对人体有害。大量研究表明,Y是一种有效的共晶Si变质剂,但除了对共晶Si的变质作用,Y对亚共晶Al-Si合金中的其他组织也有影响,如初生α-Al、富Fe杂质相等。为了更加有效地利用Y并促进Y在亚共晶Al-Si合金中的工业化使用,本文对Y及Y与其他因素耦合在亚共晶Al-Si合金中的作用进行了综述,包括其对共晶Si的变质作用、对初生α-Al的影响及共晶Si的变质机理等,同时对后续研究中需要注意的问题进行了阐述并对未来发展方向进行了展望。

电磁振荡条件下亚共晶铝硅合金微观组织变化的试验研究

以亚共晶铝硅合金为对象,试验研究了单一电场、单一磁场、电磁振荡对共晶硅组织形貌及尺寸的影响,以及电磁强度和电流密度对合金力学性能的影响,并探讨了电磁振荡作用的深层机理。结果表明,单一电场或单一磁场作用下,共晶硅尺寸的细化程度要比电磁振荡作用下低。随着电磁振荡强度的增加,共晶硅形貌由粗大针片状逐渐转变为细化的颗粒状和纤维状。磁场强度和电流密度的增加能够有效改善亚共晶铝硅合金的布氏硬度和抗拉强度,效果比单一磁场或单一电场更好。

亚共晶铝硅合金中钛偏析的控制

通过实际生产过程的分析 ,探讨了亚共晶铝硅合金Ti偏析的主要原因 ,并相应地进行工艺改造 。