稀土La(镧)对Al-Si共晶合金性能的影响

在Al-Si共晶合金中加入不同含量的稀土元素La,研究其流动性及热处理后的力学性能。结果表明,含0.2%La(质量分数,下同)的合金流动性较好,铸态时硬度和强度较高,淬火后,180℃时效4h,稀土La含量为0.2%～0.3%的合金表现出良好的综合力学性能。

Al-Si共晶合金与1Cr18Ni9Ti不锈钢的相容性研究

用粉末冶金法制备了Al-Si共晶合金与1Cr18Ni9Ti不锈钢反应堆扩散偶。采用电子显微镜(SEM)、能谱分析仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)研究了扩散偶在560℃和650℃时的相容性及扩散层形成机理。结果表明,扩散温度对两种材料之间的相容性有显著影响;650℃时,Al-Si共晶合金与1Cr18Ni9Ti之间通过浸润和扩散反应形成了比较明显的扩散层。XRD谱也表明,扩散层中存在Fe2Al5化合物;560℃时Al-Si共晶合金与1Cr18Ni9Ti之间仅发生固相反应,形成的扩散层很薄,二者相容性较好。

交流电场对Al-Si共晶合金凝固组织的影响

研究交流电场作用下Al-Si共晶凝固组织的变化。结果表明,电场作用改变了共晶Si的生长形态,随电流密度增加,共晶Si的形态经历一次先细化后粗化的过程。电场的处理作用使Al-Si共晶合金中潜在的形核质点增加,电流密度为16.98mA/mm2时,形核率达到最大值,电场对共晶Si的生长有抑制作用。

直流电场对Al-Si共晶合金凝固组织的影响

研究了直流电场作用下Al Si共晶凝固组织的变化。试验结果表明:电场作用改变了共晶Si的生长形态,随着电流密度的增加,共晶Si的形态经历一次细化的过程。初步分析了电场作用造成上述结果的机理。

Al-Si共晶合金微粉熔化的研究

Al-Si共晶合金微粉宜采用坩埚式中频感应加热炉熔化.Al-Si共晶合金熔化时的熔化熵为16.05 J/mol.K,其体积变化与组元间合金元素Al-Si的体积变化不具有加和性.微粉压成块、炉內留有起熔体以及快速升温均有助于提高微粉熔化后的合金回收率.Al-Si共晶合金微粉在大气气氛下经熔化后凝固的合金,其氧含量升高、Si含量降低.

Al-Si共晶对Mg-12Li合金组织及性能的影响

对比分析了添加Al和Al-Si共晶的Mg-12Li合金铸态及轧制态的组织和性能,研究Al-Si共晶对合金组织性能的影响。结果表明,当加入Al-Si共晶后,Mg-12Li-3(Al-Si)组织中开始有白色析出物(脆性相Mg2Si)析出,形成的中间化合物依次为Al Li、Mg Li2Al、Mg2Si。该合金抗拉强度为230 MPa,伸长率为25.5%,性能接近添加了RE的镁锂合金,成本得到明显的降低。当Al-Si共晶量达到6%时,合金的力学性能会下降。

Al-Si共晶生长过程中Si相分枝的分维特征

本文研究了 Al-Si 共晶强制性稳态生长过程中 Si 的分枝特征,指出 Si 分枝簇是一类分维结构,并测出其分维值 D_f=1.74±0.10,此值同 Laplace 分维(LF)模拟值相近。而且测定结果表明D_f 同生长速度和温度梯度没有明显的相关关系,Si 相分枝是自相似的。讨论了 Si 相分枝生长的随机性问题。

Al-Si共晶相间距对生长速度突变的响应

实验考察了强制条件下 Al-Si 共晶相间距对生长速度突变的响应。实验表明这种响应是滞后和连续的,响应机制是共晶 Si 相的“成簇分枝”延伸和终止,响应过程由液相组分扩散和共晶相晶体学各向异性效应决定。实验证明了共晶稳态生长位置的唯一性。相应的理论分析引入一个描述共晶相晶体学各向异性效应的参量。计算结果同实验测量相吻合。

稀土对过共晶Al-Si合金P变质效果的影响

研究了加入稀土元素La对P变质Al 18Si合金中Si的形态及尺寸的影响 ,结果表明 :稀土元素La的加入优化了P的变质效果 ,在细化初晶Si的同时变质了共晶Si,并且明显减缓了P变质初晶Si的粗化趋势 ,使变质效果至少可维持 6h以上 ,通过扫描电镜测定了稀土元素La在合金中的分布 ,并分析讨论了稀土元素La对P变质效果影响的机理和作用。

侧部导入超声处理对共晶Al-Si合金凝固特性的影响

研究了功率超声处理对ZL102铝硅合金凝固特性的影响。研究发现:在凝固过程中进行超声处理能显著细化共晶硅相,改善其形貌及分布;通过对比未处理、300 W超声波及500 W超声波处理条件下铝硅合金不同部位的力学性能及断口形貌,发现功率超声处理明显提高铝硅合金的力学性能,且随着处理功率的增大,合金的力学性能随之提高。并分析了超声波在铝硅合金中传播时衰减的原因,通过数学方法得到衰减方程,并探讨了其衰减规律。

共晶型Al-Si合金中(Ca_(n-x),Na_x)P_m化合物的形成与磷变质失效分析

利用金相和电子探针微量分析仪(EPMA)等手段研究了共晶型Al-si(ZL109)合金熔体中Ca或(和)Na对Al-P中间合金变质效果的影响、含磷化合物的组成与磷变质的关系,结果表明,合金中Ca或(和)Na能使磷变质失效,甚至出现反常的Na变质效果;Ca或(和)Na促使AlP分解,并与磷形成比AlP更稳定的(Ca_(n-x),Na_x)P_m化合物,从而抑制了磷变质作用的发挥;C_2Cl_6精炼可使(Ca_(n-x),Na_x)P_m化合物的组成和结构发生转化,形成了能作为初晶Si结晶核心的(Al_5,Mg_(0.85),Ca_(0.15))P_(3.4)化合物,从而使磷变质效果得以恢复。

铈对过共晶Al-Si合金组织和性能的影响

研究了稀土元素铈对过共晶Al-18Si合金的变质效果。试验结果表明,铸件中初生硅的尺寸随着铈含量的增加而减小,同时铸件中共晶硅的变质效果随着铈含量的增加而更加明显,初生硅附近的共晶组织其变质效果远不如远离初生硅的显著;相应的力学性能提高到一定值后,基本保持不变。本文还利用热力学以及扫描电镜及其能谱分析了稀土元素的变质机理。

熔体过热处理及冷却速度对Al-Si过共晶合金凝固组织的影响

通过阶梯铸型、定量金相 ,电子显微技术 ,研究熔体过热处理、冷却速度对Al Si过共晶合金铸件组织中初生硅相的影响。结果表明 ,熔体过热处理可以有效地改善初生硅的大小和分布。过热温度越高 ,初生硅粒子越细小 ,分布越弥散。快冷有利于抑制初生硅的析出 ,而慢冷有利于粗大组织的恢复 ,但是随着过热温度的升高 。

P-RE对过共晶Al-Si合金组织和性能的影响

采用P和RE对过共晶Al-Si合金进行复合变质处理,在不同P和RE添加量下对合金显微组织和力学性能进行了分析和测量。结果表明,P和RE复合变质对初晶硅和共晶硅均有很好的变质效果,初晶硅尺寸明显减小且棱角钝化,共晶硅由原来的长针状变为颗粒状。加入(质量分数,下同)0.08%P和0.6%RE时,合金的微观组织和力学性能同时达到最佳,室温和高温抗拉强度分别达到306MPa和187MPa,与未变质合金相比,提高了20%和34%;室温和高温伸长率分别达到0.48%和1.58%,与未变质合金相比,提高了40%和88%。

过共晶Al-Si合金熔体中初生硅生长特性

利用等温液淬的方法,研究了Al 18%Si过共晶合金熔体中初生硅的生长行为及机制。结果表明:重熔过程中熔体中未溶解的硅相粒子,在凝固过程中可成为初生硅生长核心,并且未熔颗粒与初生硅形状之间存在明显对应关系;初生硅的生长机制不是惟一的,既可以以孪晶凹角(TPRE)机制生长,还可以以层状机制生长,初生硅最终形状还要取决于溶质传输等动力学环境;随着熔体过热温度的升高,凝固组织中初生硅形状由多边形向星形及树枝状转变。

亚共晶Al-Si合金共晶团的形核与生长(英文)

采用光学显微镜、扫描电镜及电子背散射衍射技术研究亚共晶Al-Si合金共晶团的形核与生长。通过揭示共晶团和结晶位向的分析发现:在同一个共晶团中Si相和Al相都不是单晶体,而是由不同位向的小"晶粒"构成的。提出不能依据共晶团中Al相与周围初生枝晶Al相的位向关系来确定共晶的形核模式的建议。然而,初生枝晶铝相的演化显著影响随后的共晶形核与生长。涉及的杂质元素使共晶Si的形貌由粗大的片状转变成细小的纤维状的变质行为,可能与共晶的形核无关。

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 。

混合方式对受控扩散凝固过共晶Al-Si合金初生硅相的影响

采用受控扩散凝固技术(CDS)制备Al-15%Si(质量分数)合金,研究混合方式对受控扩散凝固Al-15%Si合金初生硅相尺寸、形貌和分布的影响。结果表明:受控扩散凝固可以明显细化初生硅相,改善初生硅相形貌和在组织中的分布。其中,液-液混合细化效果比固-液混合细化效果好,特别是通过液态纯铝与液态Al-25%Si合金的液-液混合受控扩散凝固制备得到的凝固组织,其初生硅相平均尺寸仅为14μm,且在组织中分布均匀。

喷射成形过共晶Al-Si合金材料的研究现状

过共晶Al-Si合金具有较高的强度、较低的密度和热膨胀系数、良好的耐磨性和耐蚀性,在汽车、造船、航空航天及其他制造行业广泛应用。但当合金中Si含量太高时,合金组织粗大、偏析严重,同时材料的强度、塑性急剧降低而失去使用价值。喷射成形技术是一种全新的材料制备技术,具有快速凝固技术的基本特征,同时还具有生产工序简单、氧化和污染小等优点,在国外已经在特殊钢、高温合金、铝合金和铜合金等方面进行了产业化应用。但利用喷射成形技术来制备和生产过共晶Al-Si合金材料还很不成熟,有许多问题还没有得到妥善的解决,作者提出两点建议来进一步改善过共晶Al-Si合金材料的性能:(1)在喷射成形过共晶Al-Si合金中添加微量稀土元素;(2)利用喷射共沉积技术制备过共晶Al-Si合金为基体的纤维增强复合材料。

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%。