锶变质铝硅共晶合金中“临界饱和变质冷却速度”现象的研究

采用新型的连续定向凝固装置考察了不同冷却速度下锶变质Al—Si共晶合金的共晶硅形貌及合金的强度性能。研究发现:当冷却速度大于某一阈值后,继续增加合金的冷却速度,共晶硅尺寸几乎不再变化;强度值也不再增加。且提出了“临界饱和变质冷却速度”的概念。

软接触电磁连铸铝硅共晶合金凝固组织研究

采用软接触电磁连续铸造的方法制备铝硅共晶合金空心管坯,研究了电磁场对合金凝固组织的影响。结果表明,与传统连续铸造的铝硅共晶合金微观组织相比,施加电磁场后凝固组织中α-Al相得到细化,出现了颗粒状初生硅相;随着磁场强度的增加,初生硅的含量减少、平均尺寸减小,形状有球化趋势。

烧结与冷镦过程中铝硅共晶合金显微结构与密度的演变(英文)

采用烧结及后续的镦粗工艺制备了铝硅共晶合金块体材料,研究了烧结温度对烧结体显微结构、抗压强度及相对密度的影响。结果表明:烧结温度显著影响烧结体的显微结构和抗压强度,以临近铝硅共晶合金液相线的温度烧结时,发生了局部熔化,产生的熔融液体破坏了颗粒表面的氧化膜,颗粒之间相互黏结,形成了烧结骨架。以优化的555℃烧结,Si颗粒呈球状,抗压强度达到最佳,但相对密度未发生变化。在后续的冷镦过程中,烧结骨架及粉末颗粒均产生变形,孔隙减小,颗粒呈扁平状,相对密度达到了98%。

空气流雾化铝硅共晶合金粉末钎料的粒度分布

对空气雾化制备的A1-Si共晶合金粉末钎料粒度分布进行了研究，结果表明，粉末钎料粒度分布呈双峰曲线，主要分布在105～246μm之间．运用二次破碎机理对颗粒分布特征进行了分析，并推导出液滴发生二次破碎极限尺寸的计算公式．

过共晶铝硅合金中硅相细化的研究进展

过共晶铝硅合金因其耐磨性能良好而受到关注,但组织中含有粗大的初晶硅和针状的共晶硅,限制了其进一步广泛使用。本文综述了当前过共晶铝硅合金中硅相细化的一些方法,如合金化、变质处理和改进制备工艺等。其中重点介绍了合金化对过共晶铝硅合金中组织的作用;然后对各种变质剂的细化效果进行了对比分析;并讨论了改进制备工艺对硅相尺寸和形貌的影响;最后指出未来的研究方向应集中开发出适用于广泛使用的新型复合变质剂,并通过变质和改进制备工艺相结合,获得性能更加优异的过共晶铝硅合金。

熔体净化和急冷协同对含镧过共晶铝硅合金组织凝固及力学性能的影响

采用光学显微镜、扫描电镜和差示扫描量热仪等研究了熔体净化和急冷协同作用对Al-(16-24)Si-0.1La合金凝固组织和力学性能的影响。结果表明,与熔体急冷相比,熔体净化和急冷协同作用可完全抑制硅含量不超过20wt%的过共晶Al-Si-0.1La合金中初生硅的析出,明显细化Al-(16-24)Si-0.1La合金中的共晶组织,提高共晶组织的显微硬度。因此,熔体净化与急冷协同处理是改善过共晶铝硅合金凝固组织和力学性能的有效方法。

熔体深过冷过共晶铝硅合金的凝固组织研究

本工作采用熔体急冷装置对过共晶铝硅熔体进行深过冷处理,采用光学显微镜、扫描电子显微镜和X射线衍射仪等手段,研究了硅含量和熔炼工艺对熔体深过冷过共晶铝硅合金凝固组织的影响。研究结果表明,合金在800℃熔炼,保温时间为30 min时,熔体深过冷处理可抑制Al-(14~18)Si合金熔体在凝固过程中初晶硅的析出。当Al-18Si合金在800℃熔炼,保温时间超过30 min时,深过冷Al-18Si合金熔体在室温金属模型中凝固时可完全抑制初晶硅的析出,获得无初晶硅的凝固组织。

掺杂元素对铝-硅共晶合金凝固过程的影响

国内外学者对掺杂元素对Al-Si共晶合金的影响进行了大量的研究,这些研究大都侧重于研究变质后的结果,如变质后的晶体结构形态以及掺杂元素对结构形态的影响,再根据变质结果反过来推测可能的变质机理,但对掺杂元素对Al-Si合金凝固过程本身的影响的研究却很少.本文拟采用差热分析法(DTA)和步冷曲线热分析法研究Na、Sr元素对Al-Si共晶合金凝固过程的影响,以探讨Al-Si共晶合金的成核机理。

激光表面熔凝对铝-硅共晶合金组织与性能的影响

本文利用大功率CO_2连续式激光器,研究了Al-12.7％S_1共晶合金表面快速熔凝处理的组织与性能。试验结果表明,激光功率密度与激光扫描速度,对Al-Si合金表面熔凝层的组织细化具有重要作用。在快速熔凝条件下,其熔凝表层为极细的α+(α+Si)亚共晶组织,次表层为具有方向性分布的柱状树枝晶组织。由于表层组织的细化,使其显微硬度得到明显提高(由HV50→HV90),而耐磨性与未经处理的铸态组织相比、可提高一倍以上。

大功率长时间超声熔体处理对铝硅合金组织的影响

采用金相显微镜(OM)、布氏硬度计研究了大功率长时间的超声波熔体处理对过共晶Al-17Si和Al-24Si合金组织和性能的影响。结果表明,大功率长时间的超声熔体处理可使过共晶铝硅合金中的硅相细化且分布得更加均匀;当超声温度处于合金液相线温度时,超声细化效果最佳,且铝硅合金硬度得到提高。经过超声处理后的Al-17Si和Al-24Si合金,硬度达到55.2 HB和60 HB,分别提升了3.5%和8.7%。

冷却速度对过共晶铝硅合金凝固组织和耐磨性能的影响

试验研究了在不同的冷却速度下凝固的Al 2 0 %Si和Al 30 %Si(质量分数 ,下同 )合金的组织和耐磨性。实验结果表明 ,冷却速度对过共晶铝硅合金的凝固组织和耐磨性能有显著的影响。随着冷却速度的增加 ,Al 2 0 %Si和Al 30 %Si合金的凝固组织组成、初生硅的形貌和尺寸都发生明显的变化 :冷却速度小于 0 .1K/s的炉冷试样和冷却速度小于 1K/s耐火砖型铸造试样的凝固组织由 (α +Si)共晶和初生Si相组成 ,初生Si相呈粗大的片状 ,共晶Si呈针状 ;冷却速度约 10K/s的金属型铸造试样的凝固组织由 (α +Si)共晶、枝晶状α相和初生Si相组成 ,初生Si相为块状或长条状 ,共晶Si呈细小的针状 ,并且凝固组织中出现的枝晶状α相 ;凝固速度为 (10 3 ～10 5)K/s的过喷粉末的凝固组织也是由 (α +Si)共晶、枝晶状α相和初生Si相组成 ,初生Si相为块状。而喷射沉积快速凝固Al 2 0 %Si和Al 30 %Si合金的沉积态组织都是由Si相和α相组成 ,细小的Si相均匀分布在α基体中。随着冷却速度的增加 ,Al 2 0 %Si和Al 30 %Si合金的凝固组织中初生硅的尺寸明显减小 ,磨损机制发生变化 。

镧、钇稀土在过共晶铝硅合金中的作用

研究了稀土镧和钇对过共晶铝硅合金的微观组织和力学性能的影响．实验合金为Ａｌ－２２％Ｓｉ，所加稀土为富镧混合稀土（含８０％Ｌａ）和Ａｌ－８８％Ｙ中间合金，加入量分别为０．６％～１．４％Ｌａ和０．１０％～０．１８％Ｙ．合金熔化精炼后在预热至２５０°Ｃ的金属型中浇铸成１２ｍｍ×６０ｍｍ试棒，浇注温度７４０°Ｃ．高温力学性能测试３００°Ｃ下保温３０ｍｉｎ后的拉伸强度．实验结果表明：单独加入稀土不能细化初晶硅，结合磷的作用，镧、钇可实现初晶硅和共晶硅的双重变质，其中初晶硅可细化至２２μｍ左右；适量Ｌａ可形成有利于提高高温性能的Ａｌ５ＳｉＣｕ２Ｌａ化合物；Ｙ可以有效地抑制该化合物长成粗大针状．经淬火及稳定化回火热处理后，合金室温抗拉强度可达２７６ＭＰａ，高温强度可达１７４ＭＰａ．

复合变质对过共晶高硅铝合金组织和性能的影响

研究了复合变质对过共晶铝硅合金组织和性能的影响 ,实验结果表明 :经采用ZXH复合变质剂变质处理后 ,过共晶铝硅合金中的初晶硅晶粒平均尺寸由变质前的 2 5 0 μm变为 35 μm ,抗拉强度由变质前的 178MPa提高到2 36MPa ,冲击韧度由变质前的 7J/cm2 提高到 15 .4J/cm2 。所使用的这种新型变质剂具有同时细化初晶硅和共晶硅的功效 ,且具长效性。由此说明 ,这种复合变质剂是一种强效变质剂 ,工艺宽容性好 ,便于在生产中推广应用。

过共晶铝硅合金细化变质剂的研究

研究了一种过共晶铝硅合金的复合细化变质剂 ,具有同时细化初晶硅和变质共晶硅的良好效果 ,变质处理的过共晶铝硅合金中的块状初晶硅最大尺寸和杆状共晶硅长度尺寸均小于 10 0 μm 。

过共晶铝硅合金缸体/缸套工作面加工技术及应用

综述了低过共晶铝硅合金、中过共晶铝硅合金以及高过共晶铝硅合金缸体/缸套材料的研究及进展情况,详细叙述了缸体孔/缸套工作面激光合金化、激光刻蚀、珩磨加工、等离子体涂覆、化学腐蚀等加工技术,对存在的问题进行分析总结,并提出解决方法。

电磁搅拌过共晶铝硅合金的显微组织

对电磁搅拌Al-24％Si合金的显微组织进行了研究,结果表明,初晶硅可以被打碎,同时碎片有聚集长大的现象;在非平衡凝固过程中析出α相且可以被打碎,破碎的α相呈圆球状或蔷薇状分布在剩余的液相中。在试样表面有富硅层出现。

快速凝固过共晶铝硅合金的微观组织特征及耐磨性研究

利用单辊旋淬快速凝固法制备Al-21Si和Al-30Si过共晶铝硅合金,采用扫描电镜、透射电镜及XRD技术对所制备合金的组织形貌和相结构进行表征.结果表明:快速凝固合金形成微纳米晶组织,晶粒明显细化.Al-21Si过共晶合金凝固组织由羽毛针状(α-Al+β-Si)共晶体和雪花状α-Al相组成;快速凝固有效抑制初生硅相的形核与生长,α-Al相领先共晶形核生长,形成微纳米级亚共晶组织.Al-30Si高硅过共晶合金初生硅相细小钝化,初晶Si相显微结构为孪晶形貌,呈典型的过共晶组织特征.快速凝固显著提高了合金的显微度和耐磨性,快速凝固Al-21Si合金的耐磨性是传统铸造合金的5倍.

固溶处理对快速凝固过共晶铝硅合金组织性能的影响

利用单辊旋转甩带法制备快速凝固铝硅合金薄带,并对其进行固溶处理,研究了不同固溶热处理工艺对合金组织和性能的影响。结果表明,快速凝固使Si相的形核和析出受到抑制,α相领先析出;与铸态组织相比,过共晶成分的铝硅合金经快速凝固后得到微纳米级亚共晶组织,且在随后的固溶处理过程中,随着保温时间的延长,Si元素从基体中脱溶析出并逐渐聚集长大,形成细小的Si颗粒均匀分布于基体之上。在480℃下保温100min并水淬,经自然时效96h后,Si相颗粒细小且圆整度高,合金硬度(HV)达到最高值241.67。

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。

变质及熔体处理对过共晶铝硅合金组织的影响

为了研究变质及熔体处理对过共晶铝硅合金组织的影响,采用光学显微镜、扫描电子显微镜等技术研究了Cu-14%P(质量分数)磷铜变质、Al-10%RE(质量分数)混合稀土变质以及熔体处理的过共晶铝硅合金组织变化特点.结果表明,熔体处理未能使初晶硅细化,但出现了部分共晶组织被初晶硅晶粒包裹的现象;磷铜变质剂对初晶硅有良好的细化变质作用,组织弥散细小,尖锐的棱角变得圆滑.Al-10%RE(质量分数)混合稀土变质剂对初晶硅与共晶硅都有一定的细化作用,但对初晶硅的变质效果不如Cu-14%P(质量分数)变质剂,且变质不均匀,而对共晶硅的细化效果优于磷铜变质剂的细化效果.