混合方式对受控扩散凝固过共晶A1-Si合金初生硅相的影响
电磁搅拌对过共晶Al-Si合金组织的影响
电磁搅拌对过共晶Al-Si合金组织的影响
赵树国;袁晓光;于海朋
【期刊名称】《辽宁工程技术大学学报：自然科学版》
【年(卷),期】2005(24)6
【摘要】针对高硅耐磨铝合金第二相粗大,严重割裂基体,削弱材料的力学性能的问题,采用电磁搅拌工艺细化Al-Si-Fe合金组织。
结果表明在电磁搅拌过程中,随着电磁搅拌励磁电压的增加,先共晶相一初晶Si和β-A15SiFe相尺寸减小,尖角逐渐消失,变得圆整化:同时随着电磁搅拌励磁电压的增加,共晶Si数量增加,发生破碎尺寸减小,逐渐变为粒状;而且随着电磁搅拌励磁电压的增加, 合金宏观晶粒尺寸变小。
【总页数】3页(P913-915)
【关键词】电磁搅拌;圆整化;细化
【作者】赵树国;袁晓光;于海朋
【作者单位】沈阳航空工业学院机械学院;沈阳工业大学材料科学与工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TG17
【相关文献】
1.电磁搅拌对过共晶Al-Si合金初生Si长大过程和形貌的影响 [J], 毛卫民;李树索;赵爱民;崔成林;钟雪友
2.新型Al-P-N晶种合金及其对过共晶Al-Si系\r合金组织和性能的影响 [J], 李阳;武玉英;孟凡超;孙谦谦;赵硕;刘相法
3.机械搅拌对过共晶Al-Si合金半固态组织的影响 [J], 叶春生;张新平;潘冶
4.电磁搅拌对过共晶Al-Si合金初生Si分布的影响 [J], 毛卫民;李树索;赵爱民;崔成林;钟雪友
5.电磁搅拌对含Bi过共晶Al-Si合金组织的影响 [J], 司颐;胡月娇;武晓峰
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过共晶Al-Si合金熔体中初生硅生长特性
第14卷第2期Vol.14No.2中国有色金属学报The Chinese Journal of Nonferrous Metals2004年2月文章编号:10040609(2004)02026205过共晶A-l Si合金熔体中初生硅生长特性¹张蓉1,黄太文2,刘林2(1.西北工业大学应用物理系,西安710072; 2.西北工业大学凝固技术国家重点实验室,西安710072)摘要:利用等温液淬的方法,研究了A-l18%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(T PR E)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。
关键词:初生硅;晶体生长;铝硅合金中图分类号:T G146.2文献标识码:AGrowth behavior of primary silicon inhypereutectic A-l Si alloyZHANG Rong1,HUANG Ta-i w en2,LIU Lin2(1.Department of Applied Physics,Northw estern Polytechnical University,Xi c an710072,China;2.State Key Laboratory of Solidification Processing,Northwestern Polytechnical U niversity,Xi c an710072,China)Abstract:T he process and mechanism of primary silicon g rowth in the A-l Si hyper eutectic melt w er e studied by quench interrupting.T he r esults show that the undissolved silicon particles in the melt become the cor es of primary silicon precip-i tated in solidification and there i s a close relationship between the shape of primary silicon and undissolv ed silicon particles.T he grow th of silicon follo ws not only the twin plane re-entr ant edg e(T PRE)mechanism,but also layer mechanism as w ell.M eanw hile,the shape of pr imar y silicon also relies on kinet ic surroundings,such as the transmitting of solute.A t hig her overheating temperatur e,the shape of primary silicon becomes the star-shape and tree-shape.Key words:pr imar y silicon;crystal growt h;A-l Si alloy过共晶A-l Si合金是一种重要的铸造合金,广泛应用于航空、航天及汽车制造等领域[1]。
稀土和磷复合变质对过共晶铝-硅合金硅晶体形貌与力学性能的影响
稀土和磷复合变质对过共晶铝—硅合金硅晶体形貌与力学性能的影响X孟繁琴X X(佳木斯大学工学院 佳木斯 154007) 摘 要 采用扫描电镜、X射线衍射、材料性能检测等实验手段对复合变质处理后的过共晶铝硅合金显微组织、形貌和力学性能进行了分析。
结果表明:磷和稀土复合变质后,使粗大块状、条状的初晶硅的尺寸明显缩小且棱角钝化;较大针状的共晶硅变为颗粒状,使显微组织明显细化,从而导致过共晶铝硅合金的力学性能显著提高。
关键词 过共晶铝—硅合金 变质 力学性能 显微组织 过共晶铝硅合金具有线膨胀系数小、尺寸稳定性高、耐磨、耐蚀性能好、铸造性能好、铸件成本低等一系列优良性能,引起了人们极大的研究兴趣。
由于该合金中,存在粗大的初晶硅和针状的共晶硅而成为难以加工的硬而脆的合金材料,因而在工业上未能得到广泛的应用。
近些年来,国内外对于含硅量小于16%的铝硅合金有过不少研究,也取得了良好的效果;但对于含硅量高于20%的铝硅合金研究的并不多,有必要进行这方面的研究,进一步挖掘材料的性能潜力从而扩大材料的使用范围。
首要问题是变质细化初晶硅,再变质共晶硅并配合合金化,才有提高性能的意义〔1～4〕。
磷对初晶硅的变质是有效的元素,稀土有同时细化共晶硅和A相以及脱氧去气的作用。
1 试验条件与方法试验用原材料有:2号铝、3号工业用结晶硅、电解铜、2号纯镁、2号纯锰、混合稀土等。
熔化设备用坩埚电阻炉,用远红外线数字式测温仪表控温。
采用金属型浇注,试样尺寸为512×180mm,数字式表面温度计控制金属型温度(130℃～150℃)。
用C2Cl6精炼,精炼温度为760℃～780℃。
稀土以中间合金形式加入,赤磷与辅助熔剂直接加入。
用6吨万能材料试验机测定R b、D。
采用D/max-rB型旋转阳极X射线衍射仪进行物相鉴定;用S -570型扫描电子显微镜进行金相组织和拉伸断口形貌分析。
试验材料化学成分:21～23%Si,0.8～1.5%Cu,0.3～1%M g,0.4～1%Mn,其余为Al。
熔体互混对Al-16%Si过共晶铝硅合金初生Si相形态的影响
作者简介 ： 任海涛（ ９ ３ ）女 ， 读硕士研究生 ， 究方 向为新 型金属 １８ 一 ， 在 研 材料的腐蚀与防腐
［】 项 忠楠 。 品强， ２ 戴 柯跃前 ， 电刷镀镍铁合金镀层 的纳米晶结构及 等
其热稳定性［ ． Ｊ材料热处 理学报 ，０ ８ ２ （ ） ４ — ５ ． Ｊ ２ ０ ，９ ５ ： ６ １ ０ １ 【 罗北平 ， 青 ， ３ 】 龚竹 陈梦君 ， ． Ｆ — ｉ 等 富 ｅ Ｎ 合金箔 电沉 积工艺及其形貌
Ｔ ｃ ｎ ｌｇ 。 ａ ｚ ｏ ３ ０ ０ Ｇａ ｓ ｉａ ｅ ｈ ｏｏ ｙ Ｌ ｎ ｈ ｕ７ ０ ５ ． ｎ ｕＣｈ ） ｎ
Ａｂｓｒ ｃ ： ｎ ｃｙ ｔ ｌｎ — ｅａ ｌｙｆ ｉｈ ｖ ｅ ｎ ｆ ｂ ｉａ ｅ ｙ ｕ ｉｇ ＤＣ — Ｉｃｒ ｄｅ Ｏ ｔ ｎ ｐ ｏ ｅ ｓ ｔａ ｔ Ｎａ ｏ ｒｓａ ｌ ｅ Ｎｉ Ｆ ｌ ａ ｅ ｂ ｅ ａ ｒ ｔ ｄ ｂ ｓｎ ｉ ｏ ｏＪ ｃ ｅｅ ｔＯ ｐ ｓｉ ｒ ｃ ｓ Ｏ
料制备汽车活塞 、 连杆 、 空调压缩机转子及叶片等重要 部 件 的理想 材料 ， 广泛 应 用在 航空 、 天 、 车 、 船 、 航 汽 造
机 械等 工业部 门 中【 过共 晶 Ａ— ｉ “ 。 ｌＳ 合金 的主要缺 点是 脆 性大 ， 削加 工性 差 。 切 过共 晶铝硅 合金 的显微组 织 由 粗 大 多 边形 的初 晶硅 和粗 针 状 的 （ １Ｓ） 晶体 所 组 Ａ＋ｉ共 成， 其力 学性能 很低 。 晶硅 由极薄 的六角 形板状 晶 重 初
用 设 备 是 电阻 坩 埚 、 Ｍ２ ０ 、Ｂ ３ ０ Ａ ０ １Ｊ 一 ０Ｂ半 自动 冲击 试 验 机 、Ｈ１０里 氏硬 度计 。试验 分两 组进行 。 Ｔ ６ 第一 组实 验 通过 常规熔炼 工 艺制备 Ａ— ６ ｉ 金 ， 不 同的温 １１％Ｓ合 在
《挤压铸造条件下过共晶Al-Si合金凝固组织及性能调控研究》
《挤压铸造条件下过共晶Al-Si合金凝固组织及性能调控研究》一、引言挤压铸造作为一种重要的金属成形工艺，对于合金材料的性能提升具有重要意义。
在过共晶Al-Si合金中，由于硅相与铝基体的共晶反应，其凝固组织与性能调控显得尤为关键。
本文以挤压铸造条件下的过共晶Al-Si合金为研究对象，探讨其凝固组织的形成过程及其性能的调控方法。
二、材料与方法1. 材料准备实验选用的Al-Si合金为过共晶成分，主要原料包括纯铝、纯硅及其他合金元素。
按照一定比例混合后，进行熔炼和精炼处理，以获得纯净的合金液。
2. 挤压铸造工艺挤压铸造过程中，采用模具对合金液施加一定的压力，使其在模具内快速凝固。
实验中，通过调整压力、温度等参数，探究不同工艺条件对合金凝固组织及性能的影响。
3. 性能测试与组织观察采用金相显微镜、扫描电子显微镜等设备对合金的凝固组织进行观察。
同时，通过硬度计、拉伸试验机等设备对合金的力学性能进行测试。
三、实验结果与分析1. 凝固组织观察在挤压铸造条件下，过共晶Al-Si合金的凝固组织主要由初生硅相、共晶硅相及铝基体组成。
随着压力的增加，初生硅相的尺寸逐渐减小，共晶硅相的分布更加均匀。
此外，合金中还可能存在一定量的杂质相和孔洞等缺陷。
2. 性能调控方法（1）合金成分调控：通过调整Al-Si合金中的Si含量及其他合金元素的比例，可以改变凝固组织的形态和性能。
例如，增加Si含量可以提高合金的硬度，但过多会导致脆性增加。
（2）挤压铸造工艺优化：调整挤压铸造过程中的压力、温度等参数，可以影响合金的凝固过程和性能。
适当的压力可以促进合金的致密化，提高力学性能；而温度则影响合金的流动性及凝固速率。
（3）热处理工艺：对挤压铸造后的合金进行适当的热处理，如退火、淬火等，可以消除内应力、改善组织结构、提高性能。
四、结论本文研究了挤压铸造条件下过共晶Al-Si合金的凝固组织及性能调控方法。
实验结果表明，通过调整合金成分、优化挤压铸造工艺及采用热处理工艺，可以有效地改善合金的凝固组织及性能。
铸态亚共晶Al-Si合金中初生Si的生长机制
铸态亚共晶Al-Si合金中初生Si的生长机制摘要：采用光学显微镜和背散色衍射仪对亚共晶铝硅合金进行观察。
结果显示初生硅颗粒出现在亚共晶合金中。
因此，也研究了熔融的亚共晶铝硅合金中先析出的初生硅的形核和生长机制。
观察发现Si原子很容易分离形成Si-Si簇，它源于初生硅的形成，在共晶和过共晶Al-Si合金中同样存在。
此外，由化学势和溶质的原子堆积或显微偏析在初生Si 的形成中，起到重要的作用，溶质再分配的方程式源于Jakson-Chalmers等式。
一旦Si的溶质浓度超过共晶成分，初晶硅就在液固界面形成了。
1.介绍铝硅合金由于其低的热膨胀系数、高的耐磨性和较好的铸造性能，广泛的应用于航天和汽车的结构中。
根据铝硅合金中硅的成分，可分为亚共晶、共晶、过共晶合金。
每一类相应的硅成分为少于百分之十，11%～13，和大于14%。
根据Al-Si合金的二元相图，共晶反应发生在共晶温度。
两种固相（共晶Si和α-Al）在Si含量为12.6%的共晶成分点，发生L Si E+α(Al) ，同时从液相析出。
过共晶Al-Si合金首先析出初生硅，然后再发生共晶反应。
过共晶反应通常伴随相的转变L L+Si p （Si E+α(Al)）+Si p 。
其中Si p是初生硅。
根据Al-Si合金的二元相图，初生硅颗粒只从过共晶Al-Si合金中析出。
很多的初生硅颗粒，然而是在过共晶合金中观察到。
其一系列的相反应源于亚共晶铝硅合金LL+Si p L+（Si E+α(Al)）（Si E+α(Al)）+α(Al) +Si p 。
初生硅平面面特征边缘锋利、较厚。
初生硅尺寸不同，形貌趋向于晶面﹛111﹜。
尽管许多的文献采用晶体生长理论来分析和预测初生硅，但是很少获得亚共晶Al-Si合金的形核和生长特征。
现在的研究讨论了初生硅在亚共晶合金中产生的原因。
同时也提出了初生硅的形核和生长机制。
2.实验快速凝固的实验如下：首先，铝硅合金锭放在感应炉中熔化；炉的温度设置在715℃，保持这个温度2分钟，使合金均匀熔化。
《挤压铸造条件下过共晶Al-Si合金凝固组织及性能调控研究》
《挤压铸造条件下过共晶Al-Si合金凝固组织及性能调控研究》篇一摘要：本文以挤压铸造条件下的过共晶Al-Si合金为研究对象，深入探讨了其凝固组织的特点及性能调控方法。
通过系统性的实验设计与分析，本文揭示了合金凝固过程中组织结构的形成机制，并提出了有效的性能调控策略，旨在为过共晶Al-Si合金的优化设计与应用提供理论支持。
一、引言过共晶Al-Si合金因其优异的力学性能和良好的铸造性能在汽车、航空航天等领域得到了广泛应用。
然而，其复杂的凝固过程和微观组织结构对其性能具有显著影响。
挤压铸造作为一种先进的金属成型工艺，在提高合金的致密度和性能方面具有独特优势。
因此，研究挤压铸造条件下过共晶Al-Si合金的凝固组织及性能调控具有重要意义。
二、实验材料与方法本实验选用的合金成分为过共晶Al-Si合金，通过挤压铸造工艺制备试样。
实验中，我们控制了铸造温度、压力等关键工艺参数，并对合金的微观组织结构和性能进行了系统性的观察与测试。
采用光学显微镜、扫描电子显微镜等手段对合金的凝固组织进行观察，同时通过硬度测试、拉伸试验等手段评估其性能。
三、凝固组织的特点1. 枝晶生长与共晶反应：在挤压铸造过程中，过共晶Al-Si 合金的凝固组织呈现出典型的枝晶结构。
随着温度的降低，Al和Si元素在枝晶生长的过程中发生共晶反应，形成复杂的微观结构。
2. 初生硅相的形态与分布：初生硅相的形态和分布对合金的性能具有重要影响。
在挤压铸造条件下，初生硅相呈现规则的形态，并均匀分布在基体中。
四、性能调控策略1. 合金成分优化：通过调整Al和Si的成分比例，可以影响初生硅相的数量和大小，进而影响合金的性能。
适量的Si含量可以提高合金的硬度与强度。
2. 铸造工艺控制：挤压铸造过程中的温度、压力等参数对合金的凝固组织具有重要影响。
通过优化这些参数，可以改善合金的致密度和性能。
3. 热处理工艺：适当的热处理工艺可以改善合金的微观结构，提高其综合性能。
电磁搅拌对过共晶Al-Si合金初生Si长大过程和形貌的影响
电磁搅拌对过共晶Al-Si合金初生Si长大过程和形貌的影响毛卫民1,李树索1,2,赵爱民1,崔成林1,钟雪友1(1.北京科技大学铸造研究所,北京100083; 2.北京航空材料研究院,北京100095)摘要:研究了电磁搅拌对过共晶Al-Si合金中初生Si长大和形貌的影响.结果表明:当合金含Si量低于30%时,电磁搅拌引起过共晶Al-Si合金中初生Si显著细化和球团化,但当合金含Si量超过30%时,电磁搅拌对初生Si细化的作用有限,组织中仍然存在较粗大的板片状初生Si;提高电磁搅拌时合金熔体冷却速度可减小初生Si的尺寸;进行正、反转电磁搅拌,初生Si的尺寸将进一步减小.在电磁搅拌条件下,初生Si发生细化和球团化的主要原因是:搅拌引起合金熔体温度场、溶质场的均匀化,引起初生Si的机械破碎、相互摩擦和抑制初生Si各向异性生长.关键词:电磁搅拌;过共晶铝硅合金;初生Si;长大;形貌中图分类号:TG146.2文献标识码:A文章编号:1005-0299(2001)02-0117-05Effect of electromagnetic stirring on growth and morphology ofprimary silicon crystals of hypereutectic Al-Si alloysMAO We-i min1,LI Shu-suo1,2,ZHAO A-i min1,C UI Cheng-lin1,ZHONG Xue-you1(1.Foundry Institute,Uni versity of Science and Technology Beijin g,Beijing100083,China; 2.Beijing Institute of Aero-nautical M aterials,Beijing100095,China)Abstract:The effect of electroma gnetic stirring on growth and the morphology of primary silicon crystals in hypereu-tectic Al-Si alloys during solidification has been studied systematically in this paper.The experimental results show that when the silicon content is equal to or lower than30%,the primary silicon crystals can be refined significantly and their nodular shape can be obtained by electromagnetic stirring.When the silicon content is more than30%, however,the refinement of primary silicon crystals is limited and there are still some large lamellar primary silicon crystals in the microstructure.W hen the cooling rate of the melt during electromagnetic stirring is increased,the grain size of the primary silicon crystals can be reduced.The grain size of the primary silicon crystals can be further decreased by the electromagnetic stirring with positive and reverse runnings.In case of electromagnetic stirring,the main reasons for the refining and nodulizing of primary silicon crystals are:homogenization of te mperature and solute fields,the mechanical brokening of silicon crystals and mutual friction among the crystals which restrains the anisotropic growth of the later.Key words:electromagnetic stirring;hypereutectic Al-Si alloy;primary silicon crystal;gro wth;mophorlogy过共晶Al-Si合金的常规凝固组织是由初生Si和(A+Si)共晶体组成,初生Si一般呈粗大收稿日期:2000-12-10.基金项目:国家自然科学基金资助项目(59771011).作者简介:毛卫民(1958-),男,教授,博士.的板片状、多角形块状或五瓣星状.随着硅含量的提高,板片状所占的比例也越来越高,初生Si变得十分粗大,这显著地降低了过共晶Al-Si合金的力学性能和切削加工性能,因此改善初生Si的形貌、减小初生Si的尺寸,是提高过共晶Al-Si第9卷第2期材料科学与工艺Vol.9No.2 2001年6月MATERI ALS SCIENC E&TEC HNOLOGY Jun.2001合金力学性能和改善切削加工性能的重要途径.常用细化初生Si 的方法有变质处理[1]、快速凝固[2],但变质处理只在较低的Si 含量范围内有效,而快速凝固的成本较高.近年来,一些学者将半固态加工技术应用到过共晶Al-Si 合金,如Kim,Diew want 等人[3,4]采用机械搅拌细化和改善初生Si 的尺寸和形貌,但关于电磁搅拌制备半固态过共晶Al-Si 合金浆料的研究甚少[5].初生Si 的尺寸和形貌是影响过共晶Al-Si 合金性能的主要因素,本文将系统研究电磁搅拌下过共晶Al-Si 合金的初生Si 的长大和形貌变化规律.1 实验方法用ZL104和结晶硅配制(w (B))Al-18%、24%、30%、40%Si 的试验合金.试验合金在坩埚电阻炉内熔化,当合金过热80~100e 时,将合金液浇入电磁搅拌器中的石墨铸型内,立即进行搅拌,直到搅不动为止,再将石墨铸型淬入水中,以固定合金熔体高温时的组织.为了对比分析,浇注一Al-24%Si 合金的砂型试样.电磁搅拌试验中过共晶Al-24%Si 坯料尺寸为560mm @170mm.从560mm 的过共晶Al-24%Si 坯料中切取10mm 厚的圆片,再从这一圆片上切取一扇形试样作为金相组织观察试样.试样经过粗磨、细磨和抛光,再经0.5%的HF 水溶液浸蚀,在光学显微镜下观察组织.2 实验结果及讨论2.1 电磁搅拌对初生Si 的影响图1是过共晶Al-Si 合金的显微组织照片.在常规砂型铸造条件下,过共晶Al-24%Si 合金的显微组织由初生Si 和共晶体组成,绝大部分初生Si 呈粗大的板片状,少量初生Si 呈多角块状,分布均匀,如图1(a)所示.若在过共晶Al-Si 合金凝固过程中对其施加强烈的电磁搅拌,坯料内部的初生Si 得到明显细化,初生Si 的形貌明显改善,绝大部分初生Si 呈球团状或块状,尖角已经圆钝,只有个别初生Si 呈短片状,如图1(b)所示.当过共晶Al-Si 合金的含Si 量为30%时,经过电磁搅拌,坯料内的绝大部分初生Si 得到明显细化,初生Si 呈球团状或块状,尖角圆钝,但少部分初生Si 仍然呈粗大板片状,如图1(c)所示.当过共晶Al-Si 合金的含Si 量为40%时,经过电磁搅拌后,虽然出现大量的块状初生Si,且尖角已经圆钝,但未细化的粗大板片状初生Si 数量增多,如图1(d)所示.图1 过共晶Al-Si 合金的显微组织(a)未搅拌的传统砂型Al-24%Si 合金组织 (b)Al-24%Si 合金搅拌组织 (c)Al-30%Si 合金搅拌组织 (d)Al-40%Si 合金搅拌组织Fig.1 Microstructures of the hypereutectic Al-Si alloy#118#材 料 科 学 与 工 艺 第9卷在电磁搅拌时,由于合金熔体连续降温冷却,整个搅拌时间只有2min 左右,这对研究初生Si 形貌的演化过程显得不足,因此本文对过共晶Al-24%Si 合金进行了577e 下恒温搅拌.当Al-24%Si 合金液浇入搅拌室后,先不对合金熔体进行搅拌,直至合金熔体冷却到577e 时,在该温度下进行等温搅拌;在搅拌之前,合金熔体已经析出一定数量和尺寸的初生Si,但初生Si 尺寸较大,主要呈板片状,如图2(a)所示1随着搅拌的进行,一些初生Si 发生粘连聚集,尖角圆钝,但初生Si 的尺寸变化不大,形状基本上保持了搅拌前时的板片状,如图2(b)所示.当Al-24%Si 合金液浇入搅拌室后,立即通电搅拌,直至合金熔体冷却到577e ,然后在577e 下继续进行等温搅拌,在此工艺条件下,初生Si 呈球团状,尺寸更小,形貌更为光滑圆整,内部也更加密实,如图2(c)所示.如果在580e 时,突然停止搅拌,合金熔体中会继续析出板片状的初生Si,如图2(d)所示.图2 等温搅拌过共晶Al-24%Si 合金初生Si 组织(a)未搅拌 (b)577e 等温搅拌 (c)577e 等温搅拌 (d)580e 停止搅拌Fig.2 Pri mary silicon crystals of isothermally stirred Al-24%Si alloy2.2 冷却速度对初生Si 的影响在制备过共晶Al-Si 合金半固态浆料时,冷却速度也是一个重要的工艺参数.本文以Al-24%Si 合金为对象,探讨冷却速度对初生Si 的影响.此处的冷却速度为析出初生Si 时的平均冷却速度.图3是在不同冷却速度下Al-24%Si 合金的显微组织.由图3可知:随着冷却速度的增加,合金熔体的过冷度增大,初生Si 的尺寸逐渐变小,但合金熔体冷却速度的增加又引起搅拌时间的缩短,初生Si 的棱角较尖锐.随着合金熔体冷却速度的降低,电磁搅拌时间加长,初生Si 的尺寸变大,但初生Si 的棱角较圆钝.2.3 正反转对初生Si 的影响不断改变电磁搅拌的方向,会引起合金熔体更加激烈的紊流,强化电磁搅拌效果,对初生Si 将有一定的影响.图4是Al-24%Si 合金在单向搅拌和换向搅拌时的显微组织照片.从图4可以看到:换向搅拌后,初生Si 更加细小,分布均匀,但尖角圆钝化变差,这主要是因为换向搅拌中需要停顿,实际搅拌时间只是原单向搅拌时间的40%;在单向搅拌下,初生Si 较大,但尖角较为圆钝.#119#第2期 毛卫民,等:电磁搅拌对过共晶Al-Si 合金初生Si 长大过程和形貌的影响图3 不同冷却速度下Al-24%Si 合金中的初生Si(a)150e /mi n (b)57e /minFig.3 Pri mary silicon crystals in Al-24%Si alloy stirred and solidified with different coolingrates图4 单向或换向搅拌Al-24%Si 合金中的初生Si(a)Al-24%Si 合金单向搅拌组织 (b)Al-24%Si 合金变向搅拌组织Fig.4 Pri mary silicon crystals in Al-24%Si alloy stirred in one direction (a)or con tinu ously changed di rection in all times (b)2.4 初生Si 细化、长大和形貌演化机理分析对于初生Si 而言,其电导率很小,受到的电磁力也很小,可以认为在电磁搅拌下,初生Si 主要是在粘性液体的带动下运动的,因此,搅拌将使合金熔体产生下面几个作用.(1)熔体温度场均匀化 激烈的搅拌使熔体的温度场非常均匀[6],当合金熔体开始析出初生Si 晶核时,形核的区域增大,即同时形成的初生Si 晶核增多,细化了初生相.等温搅拌实验结果支持这一观点,因为只要有较大的初生Si 板片形成,通过电磁搅拌就很难使其破碎细化,说明电磁搅拌下初生Si 刚刚形成时就很细小.换向搅拌进一步强化了电磁搅拌效果,有助于细化初生Si.提高冷却速度,增加了形核动力,自然会细化初生Si.(2)机械作用 过共晶铝硅合金中的初生Si中存在很多缺陷,表现在初生Si 板片上存在许多孔洞及薄弱的结合处[7],在剧烈紊流熔体的作用下,细小的初生Si 可能会在有缺陷的部位产生折断.但当合金含Si 量较高时,形成粗大板片状初生Si 的趋势加大,一旦形成粗大板片状初生Si,通过电磁搅拌将无法破碎它们,等温搅拌实验结果也说明了这一点,因此,电磁搅拌只能破碎较小的板片初生Si.在电磁搅拌中,初生Si 与初生Si 、初生Si 与液相还会发生剧烈的摩擦、碰撞,促使初生Si 的尖角发生钝化.由于剧烈的碰撞作用,初生Si 也可以通过聚集合并的方式长大.(3)溶质均匀化作用 电磁搅拌促进了溶质场均匀化,初生Si 的熟化需要原子扩散,因此搅拌促进了初生Si 的熟化过程.搅拌时间越长,初生Si 的熟化越充分,初生Si 的形貌也就越圆整,#120#材 料 科 学 与 工 艺 第9卷长时间等温搅拌结果和高冷速搅拌结果都说明了这一点.(4)抑制初生Si的各向异性生长在强烈的电磁搅拌下,促使初生Si各表面形成较多的机械孪晶,有利于液相中的Si原子在初生Si择优生长方向的侧面沉积、生长,使初生Si厚度增加,抑制了初生Si的择优生长,在初生Si长大的同时促使其向球团化转变.综上所述,过共晶Al-Si合金中初生Si细化、长大和形貌演化的机制可以描述如下:在电磁搅拌下,由于熔体温度场的均匀化,刚刚析出的初生Si为细小的块状或小板片状;这些初生Si小块或小板片可能由于自身的缺陷而折断成更细小的初生Si块,而一旦形成了较粗大的初生Si板片,它们的大小将不会有大的变化,只能使初生Si的尖角发生圆钝;由于搅拌抑制了各向异性生长,初生Si向厚度方向长大的速度加大,长大为团块状,同时初生Si小块也可以通过搅拌碰撞而聚集合并长大为团块状;由于熔体内初生Si之间或初生Si与液体之间的相互摩擦和初生Si的熟化,初生Si的形貌最终转变为球团状.3结论(1)当合金中的Si[24%时,电磁搅拌会使初生Si显著细化和圆钝化,但当合金中的Si\30%时,电磁搅拌仍然细化了大部分初生Si,但无法完全消除粗大的板片状初生Si;(2)提高合金熔体冷却速度和改变搅拌方向都会细化初生Si,但会降低尖角圆钝化;(3)在电磁搅拌条件下,过共晶Al-Si合金中的初生Si发生细化和球团化的主要原因是:搅拌引起合金熔体温度场、溶质场的均匀化,引起初生Si的机械破碎、相互摩擦、熟化和抑制初生Si 各向异性生长.参考文献:[1]桂满昌,宋广生,贾军,等.Al-18%Si过共晶合金熔体结构特征及磷的影响[J].金属学报,1995,A31(4):177-1801[2]袁晓光,徐达鸣,张淑英,等.喷射沉积Al-Si-Fe-Cu-Mg合金的微观组织和力学行为[J].金属学报,1997,33(3):248-251.[3]RYOO Y H,KIM I J,KIM D H.M icros tructuralcharacheristics of sem-i solid state processed hypereutecticAl-Si alloys[A].Proceedings of the4th internationalconference on sem-i solid processing of alloys and compos-ites[C].Sheffield:the Department of Engineering Mate-rials,University of Sheffield,1996.66-70.[4]DIEWWANIT I,FLEMINGS M C.Sem-i solid forming ofhypereutectic Al-Si alloys[A].Proceedings of the4th in-ternational conference on sem-i solid processing of alloysand composites[C].Sheffield:the Department of Eng-ineering Materials,Universi ty of Sheffield,1996.30-34. [5]李树索,王德仁,毛卫民,等.电磁搅拌过共晶铝硅合金的显微组织[J].特种铸造及有色合金,1998,(增刊):1-31[6]毛卫民,赵爱民,崔成林,等.电磁搅拌对半固态AlSi7Mg合金初生A-Al的影响规律[J].金属学报,1999,35(9):971-9741[7]李树索.半固态加工过共晶Al-Si合金组织与性能[D].北京:北京科技大学,19991(责任编辑吕雪梅)#121#第2期毛卫民,等:电磁搅拌对过共晶Al-Si合金初生Si长大过程和形貌的影响。
CDS铸造过共晶铝硅合金组织及性能研究
ｅ ｐ ｎ ｉ ｎ ｐ ｏ ｅ ｔ ａ ｅ ｂ ｅ ｔ ｄ ｅ ．Ｔ ｅ ｒ ｓ ｌ ｈ ｗ ｈ ｔ ｔ ｅ ｔ ｒ ｅ ｌ ｙ ｐ ｅ ａ ｅ ｙ ＣＤＳ ｐ ｏ ｅ ｓ ｘ ａ ｓｏ ｒ ｐ ｒ ｈ ｖ ｅ ｎ ｓｕ ｉｄ ｈ ｅ ｕ ｔ ｓ ｏ ｔ ａ ｈ ａ ｇ ｔ ａ ｌ ｒ ｐ ｒ ｄ ｂ ｙ ｓ ｏ ｒｃｓ，
ｍｉｒ ｔｕ ｔ ｅ ａ ｄ ｐ ｏ ｒｉｓ ｏ ａ ｇ ｔａ ｌ ｙ ａ ｌ ａ ｈｅ ｒ ｌ ｔｏ ｓ ｉ ｅｗｅ ｎ ｉｒ ｓｒ ｔ ｒ ｎ ｈ ｒ ｌ ｃ ｏｓｒ ｃｕｒ ｎ ｒ ｐｅｔｅ ｆｔ ｒ ｅ ｌｏ ｓｗｅ ｌ ｓｔ ｅ ａ ｉ ｎ ｈ ｐ ｂ ｔ ｅ ｍ ｃ ｏ ｔｕｃｕ ｅ ａ ｄ ｔ ｅ ｍａ
硅 合金 液 （５ ８０℃）混合 所制 备 的 目标 合 金初 生硅 相分 布 均匀 ，形貌 规 整 ，尺寸 最小 ，合 金 的线膨 胀 系数也 最 小 （５７ １ ℃一 ０ ３ ０℃） １． ０ ｘ ，３－ ０ 。分 析表 明，Ａ１ ０ ｉ — ％Ｓ 合金热膨胀 性能主要取 决于合金组织 中初生相 的分 布和形貌 的规 整 ２
ＡＩ ｌｙ ｂ － Ａｌ ｙＣＤＳ Ｃａ ｔ ｇ Ｓｉ ｏ ｓｉ ｎ
ＬＵＯ ｎ Ｌ ａ — ｏ ｇ一 ＬＩ ａ， Ａ ｎ ， Ｙｉｇ， Ｉ Ｙｕ ｎ ｄ ｎ ， Ｍ Ｙｉｇ一 ＨＡＯ ａ Ｘｉ Ｙｕ ｎ
（． ｔ ｅ ｅ ａ ． ｆ ａ ｓ ｄ ａ ｃｄ ｎｆ ｒｕ ｔ ｔｒ ｌ Ｌ ｎ ｈ ｕＵ ｉ ｒｉ ｆ ｅｈ ｏｏ ｙ １Ｓａ ｙＬ ｂ ｏ Ｇ ｎｕＡ ｖｎ ｅ － ｒｏ ｓ ａＭａｅ ａｓ ａｚ ｏ ｎｖ ｓｙｏ Ｔ ｃｎ ｌ ， ｔＫ Ｎｏ ｅ Ｍｅ ｌ ｉ ， ｅ ｔ ｇ
Ｌ ｎｈ ｕＵ ｉｅｓｙｏ Ｔ ｃｎ ｌｇ ， ａｚ ｏ ３ ０ ０ Ｇａｓ， ｈｎ ） ａｚ ｏ ｎｖ ｒｔ ｆ ｅｈ ｏｏｙ Ｌ ｎｈ ｕ７ ０ ５ ， ｎｕ Ｃ ｉａ ｉ
P,Sr,RE变质对过共晶Al-Si合金组织形态的影响
１ 试验 设计
１ １ 主 要成分
２］ ， 研究 发 现 ［ 随着 过 共晶 铝 硅 合金 中 Ｓ ｉ含 量 的
增加， 凝固收缩 率 逐 步 降 低， 当Ｓ ｉ含 量 超 过 某 一 值
（ ） 冶炼部分 ） ２ ０ １ １年１ ２ 期 有 色 金属 （ ｈ ｔ ｔ ｓ ｌ ． ｂ ｒ ｉ ｍｍ． ｃ ｎ ? ? ｐ： ｙ ｙ ｇ 后， 合金 由 凝 固 收 缩 转 变 为 凝 固 膨 胀 。Ｓ ｉ的 质 量 分 数为２ 合金 凝 固 时 具 有 最 小 的 凝 固 收 ２％ ～２ ５％ 时 ， 缩率。文献
、 Ｐ、 Ｓ ｒ Ｒ Ｅ 变质对 过 共晶 Ａ ｌ Ｓ ｉ合金 组织形态 的 影响
孔凡校
（ ） 广 西 工学院 ， 广 西柳 州 ５ ４ ５ ０ ０ ６
、 摘要 ： 采 用 Ｐ、 混合 Ｒ 利用金 相显 微 镜 分 析 Ｓ ｒ Ｅ 对含 Ｓ ｉ量 ２ ２％ ～２ ６％ 的 过 共晶 铝 硅 合金进 行 变质 处 理 ， 了 单 一 元素 变质 及 复 合 变质对 合金 初 晶 硅 和 共晶 硅 组织形态 的 影 响 。 结 果 表 明 ， Ｐ 为初晶硅变质元素， 试验发现 Ｓ 但对初晶硅 Ｓ ｒ为 共晶 硅 变质 元素 ， Ｒ Ｅ 能 同 时 细化 初 晶 硅 和 共晶 硅 ； ｒ虽 然 不 能 细 化 初 晶 硅 ， 有 明显 的 裂 解 作 用 ； 而加入 Ｓ 由于 Ｓ Ｐ和 Ｒ Ｅ 复 合 变质 使 得 初 晶 硅 尺寸 减 小 到 ２ ５μ ｍ， ｒ后 ， ｒ对 初 晶 硅 的 裂解作用， 使 得 初 晶 硅 的 尺寸 减 小 到 １ 共晶 硅 大 部分 呈 蠕球 杆 状 或 团 球 状 ， 均匀弥散分布； 试验得 ５μ ｍ， 到 了 一种 初 晶 硅 和 共晶 硅 细化 效 果 均 良 好 的 复 合 变质 剂 。 ； 关键词 ： 过 共晶 铝 硅 合金 ； 变质 处 理 ； 组织形态 ； 裂解作用； Ｐ； Ｓ ｒ Ｒ Ｅ （ ） 中图分类号 ： Ｔ Ｇ １ ４ ６ ２ １； Ｔ Ｇ １ １ ３ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ： １ ０ ０ ７ ７ ５ ４ ５ ２ ０ １ １ １ ２ ０ ０ ４ ６ ０ ４
P、Sr、RE变质对过共晶A1-Si合金组织形态的影响
［ ］胡艳宏 ．大颗粒稀 土氧化 物 的制备工 艺及 流动性 研究 ６
晶硅 和共 晶硅 的变质 剂 。
１ 试 验 设 计
１ １ 主 要成分 ．
不 规则 块状 初 晶硅 与针 状 共 晶硅 的形 式 存 在 ， 得 使
合金 的脆性 变大 、 晶温度 范 围变 宽 、 结 铸造 性能 差且
作者 简 介 ： 孔凡校（９１ ， ， １８一 男 河北邢台人 ， ） 讲师 ， 硕士
技 术 ，０ ５２ （ ） ３ ０３２ ２ ０ ，６ ４ ： ０－０ ．
对 初 晶硅有 一定 的裂 解 作 用 ， 大 初 晶 硅 只能 形 成 粗
鱼 骨状 或散 花状 ， 无法 形成钝 化 的细小 初 晶硅块 。 ２ Ｒ Ｓ 二 元 复 合 变 质形 成 尺 寸 小 于 单 独 Ｓ ） Ｅ、 ｒ ｒ
探讨 ［］ 色金 属（ Ｊ．有 冶炼部分） ２ ０ （ ）２４ ，０ ４ ６ ；－。 ［ ］郭瑞华 ， ８ 李梅 ．稀土 抛光 粉 的发 展现 状及 应用 ｌ］ － ．稀 Ｊ
土 ， ０ ５， ６ １ ８ ． ２ ０ ２ （ ）：２
［ ］石 硕 ， 润 华 ， 汉 卿 ．ｗ ／ 微 乳 液 中 Ｃ Ｏ ４ 鲁 汪 ｏ ｅ 超 细 粒 子
磨 性和 体积稳 定 性 好 ， 理 想 的 活塞 材 料 。国外 已 是
将 过共 晶 Ａ１ ｉ － 合金 应用 于高 功 率 及增 压 内燃机 活 Ｓ 塞 的生 产 ， 内的部分 高校 、 国 研究 院所 和 活塞 生产厂 家 也开 始 进 行 此 类 合 金 的 研 究 和 生 产 ＿ 。随 着 Ｓ １ ］ ｉ 含 量 的提 高 ， 金膨胀 系数 降低 、 合 耐磨 性 和耐蚀 性提 高 ， 用性能 提 高 。未 变 质 时 ， ｉ 使 Ｓ 在合 金 中 以粗 大 、
la、b元素联合变质对al-si合金中初生相形核的影响
2019年第"期/第68卷有色合金foundryLax B元素联合变质对Al-Si合金中初生相形核的影响王沛培，夏少华，李陈林，查明晖（中车戚墅堰机车车辆工艺研究所有限公司，江苏常州213011）摘要：采用扫描电镜（SEM）、X射线衍射仪（XRD）和透射电镜（TEM）等测试手段，研究了La、B元素联合变质对A1-S洽金中初生相形核的影响。
结果表明，在亚共晶Al-Si合金熔体中，LaBs的形成对凝固过程中初生a-Al相具有细化作用，但这种作用会因Ti与B生成TiB：而受到抑制。
在过共晶Al-Si合金熔体中，LaB。
的形成对初生Si相以及共晶Si相形核存在促进作用；TEM分析显示，LaBe相的｛110｝晶面与初生Si相的｛111｝晶面有着良好的晶体学位相关系，可作为初生Si相的非均质形核核心。
关键词：初生相；Al-Si合金；晶粒细化；形核作者简介：王沛培（1986—）,男，局级工程师，硕士，研究方向为铝合金铸造工艺及铝硅合金性能研究。
电话：0519-********,E-mail：wangbaboon@中图分类号：TG146.21文献标识码：A文章编号：1001-4977（2019）11-1243-06收稿日期：2019-06-14收到初稿，2019-09-13收到修订稿。
稀土元素在铸造Al-Si合金中不仅可以对初生相（包括初生a-A1和初晶Si）进行细化，而且可以对共晶Si相进行变质。
但就目前的研究结果"T来看，稀土元素单独添加时所取得的细化效果和变质效果均相当有限，关于稀土元素在铸造Al-Si合金中的应用，目前的趋势是将稀土元素与其他元素进行联合使用，以取得更佳的组织调控作用。
硼元素作为一种细化元素而广泛地应用于铸造Al-Si合金中对初生a-Al枝晶进行细化，与此同时，其对初晶Si或共晶Si也会产生一定的影响。
除此之外，B元素由于自身的特性，易与一些铸造Al-Si合金中常见元素（如Sr、Ti等）发生一定的交互作用，而所产生的这些交互作用往往会对合金的组织和性能产生重要的影响。
混合后的静置时间和母合金成分对受控扩散凝固亚共晶Al-Si合金微观组织的影响
混合后的静置时间和母合金成分对受控扩散凝固亚共晶Al-Si合金微观组织的影响混合后的静置时间和母合金成分对受控扩散凝固亚共晶Al-Si合金微观组织的影响摘要：本文研究了混合后的静置时间和母合金成分对受控扩散凝固亚共晶Al-Si合金微观组织的影响。
实验结果表明，静置时间和母合金成分对于合金的凝固过程和最终组织结构具有显著的影响。
随着静置时间的延长，亚共晶Si相的尺寸逐渐增大，同时合金的力学性能也得到了显著提高。
而母合金中Si含量的增加会导致亚共晶Si相尺寸的增大，并且对合金的力学性能产生了一定的负面影响。
综合考虑静置时间和母合金成分的影响，可得出最佳的受控扩散凝固工艺参数。
引言：Al-Si合金由于其优异的性能在汽车、航空航天和电子器件等领域得到广泛应用。
研究Al-Si合金的凝固过程和微观组织对于提高其性能具有重要意义。
受控扩散凝固是一种常用的制备Al-Si合金的方法，通过控制合金的凝固速率和成分分布可以获得理想的微观组织。
然而，凝固过程中的静置时间和母合金中的成分对于最终合金的组织结构具有重要影响，需要进行深入研究。
实验方法：本实验采用Al-Si-Cu-Cr合金作为母合金，通过受控扩散凝固制备Al-Si合金试样。
在制备过程中，分别改变静置时间和母合金中的Si含量，制备不同条件下的试样。
采用光学显微镜观察试样的微观组织，并使用电子显微镜对试样中亚共晶Si相的形貌和尺寸进行分析。
同时，对试样的力学性能进行测试，包括硬度和拉伸强度。
结果与讨论：随着静置时间的延长，试样中亚共晶Si相的尺寸逐渐增大。
在较短的静置时间下，亚共晶Si相呈细小、分布均匀的状态，但是随着静置时间的增加，亚共晶Si相的尺寸逐渐增大且分布较为不均匀。
这是因为静置时间的延长使得Si参与扩散反应的时间增加，从而促使亚共晶Si相的生长。
此外，延长静置时间还可以提高合金的力学性能，例如硬度和拉伸强度的增加。
另一方面，母合金中的Si含量对于亚共晶Si相的尺寸也有显著影响。
过共晶Al-Si合金熔体中初生硅生长特性
过共晶Al-Si合金熔体中初生硅生长特性
张蓉;黄太文;刘林
【期刊名称】《中国有色金属学报》
【年(卷),期】2004(014)002
【摘要】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.
【总页数】5页(P262-266)
【作者】张蓉;黄太文;刘林
【作者单位】西北工业大学,应用物理系,西安,710072;西北工业大学,凝固技术国家重点实验室,西安,710072;西北工业大学,凝固技术国家重点实验室,西安,710072【正文语种】中文
【中图分类】TG146.2
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1.Al-Si过共晶合金中初生硅溶解特性的实验研究 [J], 张蓉
2.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 [J], 李夏;李元东;马颖;陈体军;郝远
3.Al-Si过共晶合金中初生硅的溶解动力学 [J], 张蓉;曹秋芳;庞述先;刘林
4.电磁过滤Al-Si合金熔体中初生富铁相粒径的研究 [J], 许振明;李天晓;疏达;周尧和
5.强磁场下电磁振荡对Al-Si过共晶合金凝固中初生硅分布和形貌的影响 [J], 余建波;任忠鸣;任维丽;邓康;钟云波;王洪亮
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
电磁搅拌对过共晶Al-Si合金初生Si长大过程和形貌的影响
电磁搅拌对过共晶Al-Si合金初生Si长大过程和形貌的影响毛卫民;李树索;赵爱民;崔成林;钟雪友【期刊名称】《材料科学与工艺》【年(卷),期】2001(009)002【摘要】研究了电磁搅拌对过共晶•Al-Si合金中初生Si长大和形貌的影响.结果表明:当合金含Si量低于30%时,电磁搅拌引起过共晶Al-Si合金中初生Si显著细化和球团化,但当合金含Si量超过30%时,电磁搅拌对初生Si细化的作用有限,组织中仍然存在较粗大的板片状初生Si;提高电磁搅拌时合金熔体冷却速度可减小初生Si 的尺寸;进行正、反转电磁搅拌,初生Si的尺寸将进一步减小.在电磁搅拌条件下,初生Si发生细化和球团化的主要原因是:搅拌引起合金熔体温度场、溶质场的均匀化,引起初生Si的机械破碎、相互摩擦和抑制初生Si各向异性生长.【总页数】5页(P117-121)【作者】毛卫民;李树索;赵爱民;崔成林;钟雪友【作者单位】北京科技大学铸造研究所,;北京科技大学铸造研究所;北京航空材料研究院,;北京科技大学铸造研究所,;北京科技大学铸造研究所,;北京科技大学铸造研究所,【正文语种】中文【中图分类】TG146.2【相关文献】1.Mg含量对过共晶Al-Si合金中初生Mg2Si相的影响 [J], 黄治黎;王开;张志明;李波;薛寒松;杨大壮2.Mg含量对过共晶Al-Si合金中初生Mg_2Si相的影响 [J], 黄治黎;王开;张志明;李波;薛寒松;杨大壮;3.冷却速度对电磁搅拌过共晶Al-Si合金初生Si的影响 [J], 管桂生;卢德宏;蒋业华;周荣4.电磁搅拌对过共晶Al-Si合金初生Si分布的影响 [J], 毛卫民;李树索;赵爱民;崔成林;钟雪友5.冷却速度对过共晶Al-Si合金初生Si的影响规律 [J], 管桂生;卢德宏;蒋业华;周荣因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
A1一P中间合金对共晶和过共晶Al—si合金的变质机制
第４０卷２００４年５月第５期４７１４７６血金属学埴ＡＣＴＡＭＥＴＡＬＬＵＲＧＩＣＡＳＩＮＩＣＡＶｏｌ４０Ｍａｖ２００４ＮＯ５ＰＰ４７１４７６Ａ１一Ｐ中间合金对共晶和过共晶Ａｌ—ｓｉ合金的变质机制刘相法乔进国刘玉先李士同边秀房（山东大学材料液态结构及其遗传性教育部重点实验室，济南２５００６１）摘要探讨丁ＡＩ—Ｐ巾间台金对共晶厦过共晶Ａｌｓｉ台食的变质特点，Ｐ在ｓ１相中的存在形式、分布规律授变质机制．实验表明，Ａ１—Ｐ中ｌ剐台台可有效地细化过共品Ａｌ”瓢台金中的初晶Ｓｉ，使该台金的Ｏ＂ｂ２０。
ｃ和５２０。
ｃ分ｇⅡ提高１９．０％和１２５％对弗晶型ＡｌＳｉ台金而言，Ａ１ｗＰ中间台金可促使析出细小的初晶Ｓｉ，获得过共晶型组织，并将针片状的共晶Ｓｉ变为短杆状，从而使该材料的％，２０ｎｃ和％，３００。
ａ分别提高１１１％和１８９％Ａｌ—Ｐ中间合金加八到过共晶Ａｌ－Ｓｉ台金中，Ｐ丰蚤咀ＡｌＰ形式存在于初晶Ｓｉ内部；加入到共晶ＡｌＳｉ台金中的Ｐ分别以ＡｌＰ和原子态Ｐ存在于Ｓｉ相内Ｐ对过共晶Ａ１一ＳＩ合金变质是胜ＡｌＰ异质形核饥理为主，而Ｐ对共晶Ａｌ—Ｓｉ台金的变质是“ＡｌＰ异厦形枝和原子态Ｐ影响Ｓｉ相形态两种机制共Ⅻ作用的结果关键词ＡＩＰ中间合金，ＡＩｓｉ台金，变质，力学性能中图法分类号ＴＧｌ４６．２１文献标识码Ａ文章编号０４１２－１９６１（２００４）０５—０４７１一０６ＭｏＤＩＦＩＣＡＴＩｏＮＰＥＲＦｏＲＭＡＮＣＥｏＦＴＨＥＡｌ—ＰＭＡＳＴＥＲＡＬＬｏＹＦｏＲＥＵＴＥＣＴＩＣＡＮＤＨＹＰＥＲＥＵＴＥＣＴＩＣＡｌ—ＳｉＡＬＬｏＹＳＬＩＵＸｉａｎｇｆａ，ＱＩＡＯ．１ｉｎｇｕｏ，ＬＩＵＹｕｒｉａｎ，ＬＩＳｈｉｔｏｎｇ，ＢＩＡＮＸｉｕｆａｎｇＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＬｉｑｕｉｄＳｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄＨｅｒｅｄｉｔｙｏｆＭａｔｅｒｉＭｓ，ＭｉｎｉｓｔｒｙｏｆＥｄｕｃａｔｉｏｎ，ＳｈａｎｄｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｊｉｎａｎ２５００６１Ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｅｎｔ：ＬＩＵＸｉａｎｇｆａ，ｐｒｏｆｅｓｓｏｒ，Ｔｅｌ：（０５３１）８３９５４１４，Ｅ－ｍａｉｈ卵ｉｕ＠ｓｄｕ．ｅｄｕｃｎＳｕｐｐｏＳｅｄｂｙＮａｔｉｏｎａｌＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＦｏｕｎｄａｔｉｏｎｏｆＣｈｉｎａ（Ｎｏ．５０１７１０３７）Ｍａｎｕｓｃｒｉｐｔｒｅｃｅｉｖｅｄ２００３—０２—１３，ｉｎｒｅｖｉｓｅｄｆｏｒｍ２００３１０２８ＡＢＳＴＲＡＣＴＡｎｅｗｔｙｐｅｏｆＡＩ２５％Ｐｍａｓｔｅｒａｌｌｏｙｈａｓｂｅｅｎｄｅｖｅｌｏｐｅｄ．ｗｈｉｃｈｃａｎｂｅｕｓｅｄｔｏｍｏｄｉｆ）ｒｅｕｔｅｃｔｉｃａｎｄ．ｈｙｐｅｒｅｕｔｅｃｔｉｃＡ１一ＳｉａｌｌｏｙｓＴｈｅｍｏｄｉｆｙｉｎｇｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ，ｔｈｅＰｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｉｎｓｉｄｅＳｉｐｈａｓｅｓａｎｄｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎｍｅｃｈｏｉｆｉｓｎｌｓｗｅｒｅｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ．ＩｔｈａｓｂｅｅｎｆｏｕｎｄｔｈａｔｔｈｅＡ１ＰｍａｓｔｅｒａｌｌｏｙｃａｎｒｅｍａｒｋａｂｌｙｒｅｆｉｎｅｐｒｉｍａｒｙＳｉｇｒａｉｎｓｉｎｈｙｐｅｒｅｕｔｅｃｔｉｃＡ１一ＳｉａｌｌｏｙａｎｄｉｔｓＯ＂ｈ．２０。
过共晶Al-Si合金中球团状初生Si的形成机理
过共晶Al-Si合金中球团状初生Si的形成机理
董光明;廖恒成;孙国雄
【期刊名称】《特种铸造及有色合金》
【年(卷),期】2009(0)5
【摘要】根据杂质原子诱发共生的成对孪晶理论,变质剂原子在Si晶体内诱发的共生成对孪晶大大降低了初生Si生长时的各向异性,使得变质后的过共晶Al-Si合金中的初生Si最终生长为球团状。
Na原子吸附在共生成对孪晶间的晶格紊乱区——亚晶界,形成了初生Si内部的富Na带。
亚晶界对初生Si强度的消弱、富Na带对亚晶界强度的进一步降低、以及α(Al)、Si二相间热膨胀系数的差异造成的热应力是初生Si开裂的原因。
球团状初生Si内部的裂纹是在合金凝固结束后的固态收缩阶段形成的。
【总页数】3页(P412-414)
【关键词】过共晶Al-Si合金;球团状初生Si;共生成对孪晶
【作者】董光明;廖恒成;孙国雄
【作者单位】中国矿业大学机电工程学院;东南大学材料科学与工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TG146.21
【相关文献】
1.Mg含量对过共晶Al-Si合金中初生Mg2Si相的影响 [J], 黄治黎;王开;张志明;李波;薛寒松;杨大壮
2.铸态亚共晶Al-Si合金中初生硅的生长机制 [J], 王守仁;马茹;王英姿;王勇;杨丽颖
3.Al-Si过共晶合金中初生硅的溶解动力学 [J], 张蓉;曹秋芳;庞述先;刘林
4.Mg含量对过共晶Al-Si合金中初生Mg_2Si相的影响 [J], 黄治黎;王开;张志明;李波;薛寒松;杨大壮;
5.铸态亚共晶Al-Si合金中初生硅的生长机制（英文） [J], 王守仁;马茹;王英姿;王勇;杨丽颖
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强磁场下电磁振荡对Al-Si过共晶合金凝固中初生硅分布和形貌的影响
强磁场下电磁振荡对Al-Si过共晶合金凝固中初生硅分布和形
貌的影响
余建波;任忠鸣;任维丽;邓康;钟云波;王洪亮
【期刊名称】《金属学报》
【年(卷),期】2007(43)9
【摘要】研究了强磁场与交变电流复合作用产生的振荡对Al-18%Si合金中初生硅分布和形貌的影响规律.结果表明,磁场强度较小时,初生硅发生偏聚现象;随着磁场强度的增大(10T),初生硅的偏聚现象逐渐减小至消失,并且随着振荡力的增大,初生硅由星瓣状向板条状和近颗粒状转变.同时,分析了初生硅的迁移行为,发现磁场下颗粒迁移的终端速度随颗粒尺寸的减小以及磁场强度的增大而降低.理论分析与实验结果相符.
【总页数】5页(P994-998)
【关键词】强磁场;交流电;电磁振荡;Al-Si合金;初生硅
【作者】余建波;任忠鸣;任维丽;邓康;钟云波;王洪亮
【作者单位】上海大学上海市钢铁冶金新技术应用开发重点实验室
【正文语种】中文
【中图分类】TG111.4
【相关文献】
1.强磁场下电磁振荡频率对Al-18 wt%Si合金初生硅分布和形貌的影响 [J], 任维丽;任忠鸣;王洪亮;李喜;钟云波;邓康;余建波
2.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 [J], 李夏;李元东;马颖;陈体军;郝远
3.强磁场对Al-Si合金凝固组织中硅分布的影响 [J], 王春江;王强;王亚勤;黄剑;赫冀成
4.电磁振荡对Al-Si过共晶合金凝固组织的影响 [J], 黄立国;付大军;高志玉
5.铈在Al-Si共晶合金各相中的含量测定及其对共晶硅形貌的影响 [J], 党平;韩其勇;蒋青;杜维玺
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过共晶Al-Si合金P吸收率的影响因素
过共晶Al-Si合金P吸收率的影响因素胡恺琪;蒋伟;朱向镇;张茜;孙谦谦;刘相法【摘要】The phosphorous absorption rate is an important parameter for the refining process of hypereutectic Al-Si alloys, which not only influences final P content, but also reflects the evolution of AlP phase in the melt. The changing rules of P absorption rate were studied as kinds of master alloys, the processing parameters, coupling relationship of added solid particles varied. The experimental results show that Al-3P rod alloy appears the highest absorption rate (80%), while Cu-14P appears the lowest absorption rate (13%) under the same melting condition. The higher holding temperature contributes to superior P absorption rate while the more addition results in the lower. As holding time extends, P absorption rate first increases then decreases when achieving the maximum level at 90 min. Moreover, adding proper solid particles, such as TiB2 and TiC, which havea good structural matching relationship with AlP crystal, can dramatically increase P absorption rate.%采用含P中间合金细化过共晶铝硅合金时,P吸收率是影响合金最终P残留量和Si细化效果的关键因素.研究P吸收率与中间合金种类、熔炼工艺参数以及耦合添加外来微米粒子的相关性,并分析其与AlP相在熔体中演变行为的内在联系.结果表明:熔炼工艺相同时,5种中间合金的吸收率有一定差异,杆状Al-3P的P吸收率最高,可达80%;而Cu-14P的最低,仅为13%.随着熔体温度升高,P吸收率显著提高;随着保温时间延长,P吸收率呈现先增加后减小的趋势;保温90 min时,P吸收率达到极大值;随着加入量增加,P吸收率呈现不断下降趋势.此外,在铝合金熔体中引入与AlP有结构匹配关系的TiB2、TiC等微米粒子,可与未溶解之AlP耦合在一起,起到固定AlP粒子的作用,显著提高P吸收率.【期刊名称】《中国有色金属学报》【年(卷),期】2017(027)011【总页数】9页(P2242-2250)【关键词】Al-Si合金;初晶Si;P吸收率;工艺参数;晶粒细化【作者】胡恺琪;蒋伟;朱向镇;张茜;孙谦谦;刘相法【作者单位】山东大学材料液固结构演变与加工教育部重点实验室,济南 250061;山东大学材料液固结构演变与加工教育部重点实验室,济南 250061;山东大学材料液固结构演变与加工教育部重点实验室,济南 250061;山东大学材料液固结构演变与加工教育部重点实验室,济南 250061;山东大学山东吕美熔体技术有限公司,济南250061;山东大学材料液固结构演变与加工教育部重点实验室,济南 250061【正文语种】中文【中图分类】TG244.1过共晶Al-Si系多元合金因具有铸造性能好、密度低、热膨胀系数小、体积稳定性和耐磨性好等优点[1−4]，近年来已大规模用于汽缸、活塞等发动机配件的制造。
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第 ２ 卷第 ｌ １ ２期
、 １ ｏ１ ， ． Ｎ ．２ ０ ２ｌ
中 国 有 色 金 属 学 报
Ｔｈｅ Ｃｈｉ ｓ ｎｅ ｅＪｏｕｒ ｌｏ ｎａ ｆＮｏｎｆ ｒ ｏ ｅｔ ｌ ｅ ｒ ｕｓＭ ａｓຫໍສະໝຸດ ２ １年 １ ０１ ２月
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文章编号 ：１０ ．６ ９２ １）２３ ３ ．９ ０ ４０ ０ （０ １ ．０ ３０ １
混合 方式对 受控扩散凝 固过共晶 Ａ ．ｉ 金 １ 合 Ｓ 初 生 硅 相 的 影 响
李 夏 ，李元 东 ，马 颖 一 一，陈体 军 一，郝 远
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２ 兰州理工 大学 有色金属合金省 部共 建教育部重点实验室 ，兰州 ７ ０ ５ ） ． ３ ０ ０
摘
要 ：采用受控扩散凝 固技术（ ＤＳ￣ 备 Ａ１ ５ ｉ Ｃ ）Ｏ — ％Ｓ（ １ 质量分 数） 合金 ，研究混合方式对受控扩散凝 固 Ａ１ ５ ｉ — ％Ｓ 合 １
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，液一 液混合细化效果 比固一 液混合 细化 效果好，特别是通过液态纯铝与液态 Ａ１ ５ ｉ ． ％Ｓ 合金 ２ 的液一 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 １ ｍ，且在组织 中分布均匀 。 液 ４ｐ 关键词 ：过共 晶 Ａ１ ｉ 一 合金；受控扩散凝Ｎ（ Ｄ ） Ｓ Ｃ Ｓ ；初 生硅 中图分类号 ：Ｔ ４ ；Ｔ ４ ． Ｇ２ ９ Ｇ１ ６ ２ 文献标志码 ：Ａ
Ｌ ａ， Ｉ ｕｎｄ ｎ ， Ｉ Ｌ ａ —ｏ ｇ一 ＭＡＹｎ ， Ｈ Ｎ ｉｕ ， Ｘｉ Ｙ ｉｇ一 Ｃ Ｅ Ｔ－ ｎ一 ＨＡＯＹ ａ ｊ ｕ ｎ
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