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磷变质对原位Si_p/ZA27复合材料组织和性能的影响

使用磷对过热重熔处理后的Al-20%Si合金熔液进行变质,然后与纯锌熔体混熔,制备了原位合成硅颗粒增强锌基复合材料,并对复合材料的显微组织和力学性能进行了分析.结果表明:重熔+磷变质处理的铝硅合金与纯锌熔体混熔后制备的原位Si_p/ZA27复合材料,比仅使用重熔+混熔制备的复合材料具有尺寸更加细小、分布更加均匀的硅颗粒,其室温抗拉强度和断后伸长率比后者也有较大提高.

关键词: 铝硅合金 , 初生硅 , 磷变质 , 锌基复合材料

采用受控扩散凝固(CDS)技术制备过共晶Al-18％Si合金,研究其凝固组织随低温母合金温度变化的演变规律和凝固行为本质.结果表明:受控扩散凝固能抑制初生硅相的过度各向异性生长,有效改善合金凝固组织结构.采用适当温度的Al-25％Si合金(800℃)和纯Al(580℃)混合进行受控扩散凝固时,凝固组织中初生硅相分布均匀,无宏观偏析,且其平均尺寸达到42.85 μm.当纯Al温度偏低时,凝固组织中初生硅相偏聚严重;当纯Al温度较高时,凝固组织中初生硅相尺寸偏大.分析表明:在受控扩散凝固过程中,固-液界面前沿形成了较小的“成分过冷”,初生硅相在过冷区内趋于平界面生长.溶质原子扩散距离的平方与平衡温度成对数关系,温度愈高,扩散愈充分,宏观偏析愈少.

关键词: 过共晶Al-18％Si合金 , 受控扩散凝固 , 平衡温度 , 溶质扩散 , 初生硅

铝熔体内夹杂物电磁分离效果研究

机械工程材料

研究了在交变磁场作用下电源功率、净化时间、不同管径等参数对Al-24%Si过共晶合金净化效果的影响.结果表明:随着电源功率的加大、净化时间的加长和管径的减小,净化效果逐渐变佳;处于工作线圈端口的铝熔体发生了末端效应;被分离出去的初生硅会在分离器壁合并,并逐渐向铝熔体内长大,这种长大机制影响了净化效果.当管径为10 mm,电源功率为10 kW时,这种长大机制得到了抑制,并在30 s时得到了较佳净化效果.

关键词: 铝熔体 , 电磁分离 , 初生硅 , 净化效果

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

任维丽 , 任忠鸣 , 王洪亮 , 李喜 , 钟云波 , 邓康 , 余建波

材料科学与工艺

为确定电磁振荡频率对初生硅的影响,本文选用Al-18wt%Si合金,研究了强磁场与工频、中频两个频率的交变电流复合作用产生电磁振荡对初生硅分布和形貌的影响规律.结果表明:振荡频率对Al-18wt%Si合金初生硅的分布影响不大,而对其形貌产生较大的影响,随着频率的增大,初生硅由板条状转变成颗粒状.

关键词: 强磁场 , 电磁振荡 , 频率 , Al-18wt％合金 , 初生硅

熔体混合处理对过共晶铝硅合金显微组织的影响

王尤生 , 王连登 , 朱定一 , 乔卫 , 温鸿英 , 廖琳

机械工程材料

研究了过共晶铝硅合金在熔体混合处理时高、低温熔体的成分及配比对初生硅相细化的影响,探讨了熔体混合工艺的长效性和重熔稳定性.结果表明:混合前高、低温熔体的硅含量差异越大,则混合后合金中初生硅相越细小;Al-30%Si与Al-10%Si合金熔体按质量比1∶1混合可获得最佳的细化效果,其初生硅尺寸为36.9 μm;混合熔体炉外停放有效期小于5 min,而在830℃的炉内保温100 min以内,初生硅的尺寸均在36 μm左右;熔体混合处理具有较好的一次重熔稳定性,但其细化效果随着二次重熔保温时间的延长而逐渐丧失.

关键词: 过共晶铝硅合金 , 熔体混合处理 , 初生硅 , 细化

Nd变质过共晶Al-17.5%Si合金的微观组织和断口形貌

石为喜 , 高波 , 涂赣峰 , 李世伟

中国有色金属学报

采用单一稀土元素Nd对过共晶Al-17.5%Si合金进行变质;采用扫描电镜、金相显微镜、电子探针、透射电镜及X射线衍射等方法对变质前后合金的微观组织、成分和相组成进行分析;并对变质前后合金的断口形貌进行分析.结果表明:加入0.3%Nd(质量分数)到过共晶Al-17.5%Si合金中可同时变质初生硅和共晶硅,经过变质处理后,初生硅的形状由星形和不规则形状变为块状,尺寸由40～60 μm减小到10～30 μm,共晶硅由长针状变成球状或短棒状;初生硅区域的主要成分是硅,中心边缘几乎检测不到Nd元素,Nd沿晶界分布;与未变质合金相比,经0.3%Nd变质后的Al-17.5%Si合金硅相上孪晶密度增大,变质后的合金中没有生成新相,a(Al)相和硅相的晶格常数变大;经0.3%Nd变质后,合金的整体性能大幅度提高,抗拉强度提高了35.8%,从120 MPa提高到163 MPa,伸长率从0.8%提高到2.2%,提高了175%.

关键词: 过共晶铝硅合金 , 稀土 , 钕 , 变质 , 初生硅 , 力学性能

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

金属学报 doi:10.3321/j.issn:0412-1961.2007.09.017

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(10 T),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.

关键词: 强磁场 , 交流电 , 电磁振荡 , Al-Si合金 , 初生硅

交替复合磁场去除铝熔体中夹杂物的研究

高敏锐 , 李丘林 , 杨定国 , 刘伟

稀有金属

铝硅过共晶合金凝固过程中析出的初生硅颗粒被视为铝熔体中的夹杂物颗粒.研究了由交替旋转磁场和下行波磁场组成的交替复合磁场对铝熔体中夹杂物的去除效果.结果表明,在交替复合磁场作用下,夹杂物颗粒发生了明显的聚合并迁移至顶部被除去.对比发现,交替复合磁场的除杂效果要优于单向旋转磁场和下行波磁场组成的单向复合磁场.随着交替复合磁场中的交替旋转磁场的频率和电流的增加,磁场除杂效果显著上升.交替时间为10 s时磁场除杂效果最佳.

关键词: 交替复合磁场 , 交替旋转磁场 , 聚合 , 夹杂物 , 初生硅

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

李夏 , 李元东 , 马颖 , 陈体军 , 郝远

中国有色金属学报

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.

关键词: 过共晶Al-Si合金 , 受控扩散凝固(CDS) , 初生硅