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Al-P/Fe非晶变质处理对A390合金组织及性能的影响目录第1章绪论 (1)1.1选题目的及意义 (1)1.2 本实验研究的合金及应用 (2)1.2.1 铝硅合金 (2)1.2.2 国内外研究现状和发展趋势 (3)1.3铝硅合金的组织和性能 (5)1.3.1 铝硅合金的组织 (5)1.3.2 铝硅合金的性能 (5)1.4 铝硅合金的熔炼工艺 (6)1.4.1电热还原法 (7)1.4.2 电解法 (7)1.4.3熔配法 (7)1.5 过共晶铝硅合金中初生硅的变质 (8)1.5.1 磷变质 (8)1.5.2 钠变质 (8)1.5.3 锶变质 (9)1.5.4 稀土变质 (9)1.5.5 复合变质 (9)1.6 非晶合金 (9)1.6.1 非晶合金的性能 (9)1.6.2非晶合金的发展前景 (10)1.6.3 铁基非晶合金 (10)1.7 研究内容 (10)第2章实验方法 (12)2.1 实验方案 (12)2.2 实验材料制备 (12)图2.1 实验方案 (13)2.3 金相试样的制备 (15)2.4 拉伸件的制备 (16)2.5 热处理实验 (16)第三章变质剂加入量对过共晶铝硅合金变质处理的影响 (17)3.1 变质剂加入量对A390合金显微组织的影响 (17)3.2 变质剂加入量对A390合金力学性能的影响 (19)3.3 热处理对加入不同变质剂含量的A390合金性能的影响 (20)3.4 本章小结 (22)第4章变质工艺对A390合金组织及性能的影响 (23)4.1 变质剂加入温度对A390合金显微组织的影响 (23)4.2 变质剂加入温度对A390合金性能的影响 (23)4.3 热处理对变质剂加入温度不同的A390合金性能的影响 (25)4.4 保温温度对A390合金显微组织的影响 (27)4.5 本章小结 (29)第五章结论 (30)第1章绪论1.1选题目的及意义铝占地壳元素总量的8.13%，是蕴藏量最丰富的金属元素之一。
变质剂对高硅铝合金标准样品组织均匀性的影响Influences of Modifier on Microst ruct ure U niformit y ofHigh2silicon Aluminum Alloy Standard Sample赵 亮1,王敬丰1,朱学纯2,郝晓东1,钟 民1,潘复生1(1重庆大学材料科学与工程学院,重庆400030;2西南铝业(集团)有限责任公司,重庆401326)ZHAO Liang1,WAN G Jing2feng1,ZHU Xue2chun2,HAO Xiao2dong1,ZHON G Min1,PAN Fu2sheng1 (1College of Materials Science and Engineering,Cho ngqing U niversity,Chongqing400030,China;2Sout hwest Aluminium(Group)Co.,Lt d.,Chongqing401326,China)摘要:采用金相观察和X射线衍射分析方法研究了Al2Sr,Al2P,Cu2P三种变质剂对高硅(22%,质量分数)铝合金标准样品组织均匀性的影响。
结果表明:未添加变质剂的标准样品中初晶硅呈粗大板片状,且局部聚集成团,组织均匀性差;添加了Al2Sr变质剂后初晶硅得到了一定的细化,但共晶硅高度分枝,组织分布仍不够均匀;添加Al2P和Cu2P变质剂后,标准样品中出现了新相AlP,使得初晶硅由板片状变成了细小的多边形颗粒,且弥散分布于整个基体中,同时共晶硅析出明显减少,而初晶硅数量增多,标准样品的组织均匀性好。
另外对比发现,添加Cu2P变质剂后的改善效果最为显著,组织均匀性最好,且其成分均匀性通过传统的极差法检测也完全符合标准样品的要求。
本工作从组织均匀性上为高硅铝合金标准样品的制备提供了新的判据和参考。
关键词:变质剂;组织均匀性;初晶硅;共晶硅;高硅铝合金标准样品中图分类号:TB332 文献标识码:A 文章编号:100124381(2010)0520092204Abstract:The influences of Al2Sr,Al2P,Cu2P modifier on micro st ruct ure uniformity of high2silicon (22%,mass f raction)aluminum alloy standard samples were investigated by using t he optical micro s2 copy and X2ray diff raction.The result s show t hat t he microstruct ure uniformity of t he standard sam2 ple wit hout modifying is poor because t he primary crystal silicon is large sheet and gat hers into clus2 ter.After adding Al2Sr modifier,t he micro st ruct ure of t he standard sample is shown to be unsatisfac2 tory uniformity because t he primary crystal silicon get s a certain degree of refinement,but t he eutectic silicon has a high degree of branching.After adding Al2P and Cu2P modifier,t he microst ruct ure of t he standard sample is homogeneous because new Al P p hase making t he p rimary crystal silicon change from t he board sheet into a small polygonal particle and amount increases when t he eutectic silicon is reduced.In addition,it can be founded t hat after adding Cu2P modifier t he imp rovement is more re2 markable and t he uniformity of organizations is better.Also t he uniformity of t he composition meet s t he requirement for standard sample even tested by t he t raditional range2met hod.This work can p ro2 vide new criterion and reference for p reparation of standard sample of high2silicon aluminum alloy ac2 cording to t he micro st ruct ure uniformity.K ey w ords:modifier;microstruct ure uniformity;p rimary crystal silicon;eutectic silicon;high2silicon aluminum alloy standard sample 由于高硅铸造铝合金热膨胀系数小,耐磨性和高温强度好,近年来被广泛应用于航天、航空、电力、建筑、电子等领域。
Al-5Ti-1B对Al-Si合金磷变质行为影响机理的研究
丁海民;刘相法;于丽娜;乔进国
【期刊名称】《特种铸造及有色合金》
【年(卷),期】2006(26)5
【摘要】研究了熔炼条件及Al-5Ti-1B中间合金加入量对P变质ZL109合金凝固组织的影响,并着重对其影响机理进行了探讨。
结果发现在中频感应炉熔炼条件下,加入适量Al5-Ti-1B对初晶硅有明显的细化作用,而在静置炉(电阻炉)熔炼条件下,这种作用却不明显;同时发现,无论是在电阻炉还是感应炉熔炼条件下,加入过量的Al5Ti1B都会使合金中的初晶硅粗化。
EPMA分析发现,加入Al5-Ti-1B后合金的初晶硅中心有Ti元素富集。
分析认为Al5Ti1B中的TiB2粒子对AlP质点具有吸附作用,从而对AlP中间合金的变质效果产生影响。
【总页数】2页(P313-314)
【关键词】Al-Si合金;Al-5Ti-1B中间合金;初晶硅;变质处理
【作者】丁海民;刘相法;于丽娜;乔进国
【作者单位】山东大学;潍柴动力股份有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TG146.21
【相关文献】
1.Al-20％Si中间合金对Al-Si合金共晶Si变质行为的影响 [J], 张凤巍;李智;彭梅香
2.Al-5Ti-1B和Al-P中间合金对Al-Si合金的联合变质作用 [J], 丁海民;刘相法;于丽娜;乔进国
3.Ca对共晶Al-Si合金磷变质效果的影响 [J], 乔进国;刘相法;刘相俊;边秀房
4.Al-Si合金磷变质前后凝固表面特征对比与形成机理初探 [J], 陈海霞
5.浅析钙与钠对Al-Si合金磷变质效果的影响 [J], 刘汉川;刘伏枚
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航天制造技术 2006年8月第4期 49Al-Si 合金Sr 变质研究现状河南理工大学材料学院 米国发 文 涛 龚海军摘要 共晶硅的变质机理目前最被人们接受的是LU 和Hellawell 提出的杂质诱导孪晶理论。
锶变质对铝硅合金的凝固过程有着重要的影响，使得糊状区的凝固时间明显变长。
锶变质的孕育时间与合金中的磷含量和中间合金释放锶元素并与硅晶胚达到吸附平衡所需要的时间有关。
通过复合变质可使孕育时间变短。
铝液中初始锶含量越高, 保温初期锶的减耗速度越快，保温8～12h 后锶含量趋于一致。
熔体中的杂质是导致气孔的主要因素。
关键词 Sr 变质 Al-Si 合金 1 引言Al-Si 合金具有良好的耐蚀、耐热、耐磨等优点，是汽车制造业中尤其是轿车制造业中常见的合金材料。
在所有铝合金中，铸造Al-Si 合金占了90%以上[1]。
但是由于铝硅系合金硅相以粗大的针状晶结晶，降低了合金的机械性能，这在很大程度上限制了其使用范围。
自从 1921年Pacz 发现Na 对铝硅共晶组织有变质作用，能够明显提高铸件的力学性能以后，多年来，Na 以变质能力强等特点广泛应用于实际生产中。
但是，Na 变质有以下的不足：易衰退、吸收率低、易腐蚀工具和设备；Na 的沸点低（880℃），性质活泼，处理时将引起铝液的沸腾和飞溅；Na 密度低，容易产生比重偏析。
针对Na 的这些缺点，人们采取了各种措施，如：改进Na 的包装，加快Na 基盐类变质剂的反应，延长Na 基变质剂的作用时间等，但是Na 所存在的缺点也只能得到部分解决[2]。
Sr 变质具有长效性且重熔性较好，不腐蚀炉衬、不污染环境[3]，因此，20世纪60年代发现了Sr 有变质作用后，Sr 变质处理得到了迅猛的发展，且在铝合金轮毂上也得到了成功的应用。
目前，Sr 变质基本取代了传统的Na 变质。
下面对Sr 变质的有关研究成果作一综述。
2 变质机理关于Sr 的变质机理比较多，主要有下列几种：Shamsuzzoha 提出的TPRE 机制认为，共晶生长中硅片的结晶生长前沿往往是孪晶凹谷。
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。
P变质对过共晶Al-22％Si合金组织和性能的影响吴润铎; 王重仁; 吴伟宁; 赵帅; 姚利平; 任宇梅; 石为喜; 赵岩【期刊名称】《《辽宁科技学院学报》》【年(卷),期】2019(021)005【总页数】4页(P4-7)【关键词】过共晶铝硅合金; P变质; 初生硅; 力学性能【作者】吴润铎; 王重仁; 吴伟宁; 赵帅; 姚利平; 任宇梅; 石为喜; 赵岩【作者单位】辽宁科技学院冶金工程学院辽宁本溪117004【正文语种】中文【中图分类】TG146.2; TG113铝硅合金属于典型的二元合金，当硅的含量为12.6%时，铝硅构成共晶成分，此时共晶的温度为577±1℃。
按照硅含量可将铝硅合金划分为三类，即亚共晶、共晶及过共晶铝硅合金。
当硅的含量超过共晶点之后，即Si含量>12.6%时，所得铝硅合金即为过共晶铝硅合金。
在过共晶铝硅合金凝固的过程中，合金中的优先析出相，即β相又称为初生硅或者初晶硅，在未经细化处理时，合金中的初生硅组织比较粗大，一般呈粗大的多角块状或板片状，合金中未经细化处理的共晶硅组织，一般多以长针状出现。
未经细化处理的过共晶铝硅合金耐磨性、力学性能均较差，需要进行细化处理方有可利用价值〔1-2〕。
磷是一种非常有效的细化过共晶铝硅合金中初生硅的变质剂。
目前对过共晶铝硅合金中初生硅进行细化处理，往往向其中加入以赤磷、磷盐、Cu-P和Al-P等形式的中间合金〔3-6〕，而且其变质效果显著。
因此，本论文采用Cu-14%P合金对过共晶Al-22%Si合金进行变质处理。
1 试验方法实验原料采用工业纯铝锭和工业结晶硅制备过共晶Al-22%Si合金，实验所采取的变质剂为Cu-14%P合金，P的添加量分别为0%、0.2%、0.4%、0.6%、0.8%、1.0%、1.5%和2.0%。
按照石墨坩埚的容量计算材料的加入量，一般取坩埚容量的1/2～2/3为宜，称取纯铝和结晶硅，将称量好的材料置于石墨坩埚内，将石墨坩埚放入井式电阻炉中升温至860℃，保温10min，除去表面渣，搅拌熔体，待纯硅完全熔化后，将不同量的Cu-14%P合金用铝箔包好加入石墨坩埚内，保温30min，待其熔化，再经过搅拌，除渣后，将温度调至800℃，最后将合金液浇注到金属模具中得到铸锭。
高硅铝合金变质工艺研究作者：赵军峰来源：《中国科技纵横》2012年第20期摘要:高硅铝合金具有较好的使用性能,但合金中普遍存在着初晶硅相粗大问题,恶化了合金的力学性能,限制了其在工业的广泛应用。
本文分析了不同变质方法对合金中硅相组织影响。
研究表明:Al-25Si经稀土变质后,硅相形貌由变质前粗大不规则形状转变为细小规则的球状;初生硅的尺寸由变质前的300μm左右细化到35μm左右;同时发现稀土发挥变质作用时,30min～40min可充分发挥稀土氧化物对过共晶铝硅合金中初生硅的变质效果。
关键词:过共晶铝硅合金变质处理细化铝硅合金因为具有密度小、尺寸稳定性好、耐磨等特性,适于制造各种轻质结构件,在航天、交通运输、机械加工等部门得到了广泛应用[1]。
在共晶铝硅合金的基础上,提高Si含量可得到高硅过共晶铝硅合金,其耐磨性、尺寸稳定性和抗咬合性能均有大幅度的提高。
然而,传统的铸锭冶金工艺制备的高硅Al-Si系合金,其硅相粗大,大大降低了合金的力学性能。
因此,如何来控制硅相的形态、尺寸和分布来改善材料的性能,也就成为了这类工作的研究重点。
为此,本文将采用不同变质处理工艺、达到改善初晶硅形态和组织控制的目的。
1、实验材料与方法实验采用原材料为工业纯铝（铝质量分数≥99.7%）、工业结晶硅（硅含量≥99.7%）、纯铜、纯镁,中间合金为Al-10Mn、Al-20Fe等,配置成Al-25Si-1Cu-1Mg-0.7Fe-1Ni（质量百分数）成分合金。
将配制好的过共晶铝硅合金放入坩埚炉中加热,待过共晶铝硅合金熔体温度达到950℃时,然后加入变质剂并均匀搅拌,保温10～50分钟,之后浇注。
2、实验结果与分析在本次实验中,研究了磷和锶复合变质剂对过共晶铝硅合金的影响。
根据前人实验结果[2],磷是过共晶铝硅合金中初生硅的有效变质剂,锶可以明显地细化共晶硅。
不同变质剂的变质机制有可能是不一样的,把不同变质剂组合起来加入到合金熔体中,从而尽可能地使不同变质剂的优点都能得到充分地发挥,最终使合金组织得到较好的变质效果。
