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。

Al-8%Si铝硅亚共晶合金电磁离心铸造凝固组织研究

采用电磁离心铸造的方法制备Al-8%Si的铝硅亚共晶合金空心管坯,研究了电磁场(electromagnetic field,EMF)对合金凝固宏观及微观组织的影响。结果表明,与传统离心铸造的铝硅亚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,柱状晶随磁场强度增加逐渐成为等轴晶;共晶硅相尺寸在减小,片层间距增加,在硅片层间发现了断裂的共晶硅颗粒。

交流电磁场对Al-7%Si亚共晶合金凝固组织的影响

研究了在交流磁场下凝固的Al-7%Si合金晶内Si溶质元素含量及凝固组织的变化。实验结果表明:与未施加磁场的试样相比,整个凝固过程施加交流磁场,Al-7%Si合金Si在晶粒内部的含量增加,仅在凝固前期施加交流磁场的样品中,晶内Si含量差别不大。此外,在固相线温度以上(680、630、600℃)开始施加交流磁场,初生α-Al为蔷薇状,在固相线以下开始施加交流磁场,初生α-Al为树枝状。

直流电磁场对Al-7%Si亚共晶合金组织结构的影响

研究在直流电磁场下凝固的Al-7%Si合金晶内Si元素含量及凝固组织的变化。结果表明,与未施加磁场的试样相比,整个凝固过程或凝固后期施加直流电磁场,Al-7%Si合金晶内Si含量增加,在整个凝固过程都施加直流电磁场,初生-αAl枝晶较长,随着开始施加直流电磁场的温度降低,初生-αAl枝晶越来越短。

母合金成分和混合温度对受控扩散凝固组织的影响

采用强制对流混合方式的受控扩散凝固技术制备了亚共晶Al-8%Si合金,研究了不同的母合金成分和混合温度对亚共晶Al-8%Si合金组织中初生α-Al相的形貌和尺寸的影响。结果表明,在纯Al与Al-12%Si合金混合后制备的Al-8%Si合金中初生α-Al相为细小圆整的球状晶,而且在纯Al的混合温度为665℃时,初生α-Al相的细化效果最好,晶粒尺寸可以达到43μm。随着母合金中Si含量的增加与纯Al混合温度的升高,初生α-Al相的细化效果变差。

交流磁场致Al-Fe亚共晶合金熔体热电势变化的研究

研究了不同温度、不同励磁电流、不同磁场频率和不同加载时间条件下,交流磁场对Al-0.99%Fe(质量分数)亚共晶合金熔体热电势差(U)和熔体微观结构的影响。结果表明:交流磁场加载过程中,Al-0.99%Fe亚共晶合金熔体的U逐渐减小,交流磁场撤除后,减小的U经历了快速恢复和缓慢恢复过程。不同温度下,交流磁场对Al-0.99%Fe亚共晶合金熔体U的影响程度不同;随着磁场频率的增大,交流磁场对Al-0.99%Fe亚共晶合金熔体U的影响逐渐减小;随着励磁电流和加载时间的增大,交流磁场对Al-0.99%Fe亚共晶合金熔体U的影响逐渐增大,但存在一个饱和加载时间。交流磁场导致Al-0.99%Fe亚共晶合金熔体的U变化与合金熔体淬火凝固组织中初生a-Al相尺寸变化之间存在相关性,因而可以用U的变化来表征交流磁场对Al-0.99%Fe亚共晶合金熔体微观结构的影响。

熔体过热处理对亚共晶Al-10Mg2Si合金磨损性能的影响

对亚共晶Al-10Mg2Si合金进行熔体过热处理,通过削-盘式摩擦磨损试验研究了显微组织对亚共晶Al-10Mg2Si合金磨损性能的影响。结果表明,熔体过热处理后,初生α-Al相转变为近球状等轴晶,Mg2Si相呈纤维状和短杆状均匀分布,且其二次枝晶间距降低了58%,硬度提高了13.5%,同时其磨损速率降低了16.49%。磨屑由合金未经熔体过热处理的推碾薄片状与卷曲状转变为小块粉末状,剥落区面积减小,剥落坑、犁沟和挤压沟槽均变浅。磨损机制由粘着磨损、氧化磨损和磨粒磨损共存转化为以剥层磨损为主,粘着磨损与部分氧化磨损共存的形式,说明熔体过热处理改善了合金的磨损性能。