电磁搅拌Al-Si合金宏观组织细化机理

以Ａ１－Ｓｉ合金为例，对电磁搅拌细化宏观凝固组织的机理进行了探讨，认为电磁搅拌强迫流动增加了液相中形核的同时性及使晶核更加均匀分散在液相中是宏观组织细化的根本原因。     

电磁搅拌对Al-Si共晶合金凝固组织的影响

研究了在电磁搅拌凝固条件下，Al-Si共晶合金凝固组织中初生Si、共晶Si及初生α相的变化规律，表明电磁搅拌强迫流动具有使小平面-非小平面两相的共协生长中小平面相分枝减少的作用及电磁搅拌所产生的液相成分均匀化的作用是初生Si、初生α相明显减少的主要原因。     

Al-Si系合金的细化变质研究

阐述了近年来对Al-Si系合金基体晶粒细化元素、初晶Si及共晶Si变质元素、复合变质剂的研究,努力找到合适的细化变质方法,以得到优良的铸锭组织.     

强磁场对Al-Cu合金凝固组织及溶质分布的影响

对亚共晶Al-10.5%Cu(质量分数)合金进行了均恒强磁场和梯度强磁场下的凝固实验,考察了强磁场对凝固组织形貌及α-Al晶粒内溶质含量的影响.实验结果表明,施加均恒强磁场和梯度强磁场后,组织形貌变化不明显,而α-Al晶粒内溶质含量有所增加.分析认为,这是因为强磁场下的洛仑兹力抑制了凝固过程中固液界面处的Cu原子向液相内的迁移,从而提高了溶质元素在α-Al晶粒内的含量.改变梯度强磁场的方向,α-Al晶粒内溶质含量无明显变化.     

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，促进凝固组织的细化。     

强磁场对Cu-40%Pb偏晶合金凝固组织的影响

在强磁场作用下进行了Cu-40%Pb偏晶合金的凝固实验,研究了偏晶共生组织的凝固形态.实验结果表明:12 T强磁场的作用使富Pb组织形态发生变化,试样中部及下部的棒状相伸长,在试样中部形成了超长规则排列的棒状富Pb相.凝固前沿富Pb小液滴的运动及分布是决定共生组织中棒状相形态的决定性因素.施加强磁场可改变富Pb基体的表观黏度,从而对凝固前沿的富Pb小液滴运动及附近流体流动产生抑制作用,这被认为是规则排列的超长棒状相的形成原因.     

稀土变质与液态过热对共晶Al-Si合金凝固组织的影响

采用稀土对共晶成分的 ZL 10 2合金进行变质处理 ,并对经稀土变质的铝合金熔体进行过热处理 ,用显微镜和扫描电镜对处理后的合金组织进行分析研究。试验结果表明 ,在金属型铸造条件下加入质量分数为 0 .4%～ 0 .8%的稀土对共晶Al-Si合金具有良好的变质效果 ,而在 960～ 10 60℃下的过热处理能使 RE变质后的共晶 Al-Si合金中的 Si相进一步细化 ,从而获得良好的凝固组织。     

铸造Al-Si合金凝固特点对热裂影响的研究

本文用铝硅合金进行实验，分析和研究了合金凝固特点（结晶区间宽窄．线收缩 率的大小，物理力学性能差异，共晶体含量多少等）对热裂的影响。并对以结晶宽窄 和热裂抗力大小来判别热裂倾向的传统观点进行一定的分析，提出了新的见解．     

快速凝固过共晶Al-Si合金雾化制粉研究

本文介绍了采用快速凝固气体雾化法制备铝硅合金粉末的方法,并通过正交实验获得一种最佳的雾化工艺参数,实验结果表明,喷嘴间隙和气体流量两个工艺参数对粉末质量的影响最大。     

Al-Si合金凝固相变热的Fourier算法

应用 Fourier有源热传导理论 ,使用装有两支热电偶的热分析样环 ,研究了铝合金凝固相变热的 Fourier算法及其计算机辅助分析系统 .测量了含 Si量分别为 6 .34%、7.6 8%和 8.46 %铝合金的凝固相变热 .计算结果分别为 40 7、411和 42 9k J/ kg.与差热分析法比较 ,最大误差小于 6 % ,其计算精度远高于 Newton算法 .实验结果证明 ,使用凝固始点和终点的热扩散系数 αs、αe和 Newton迭代法来计算凝固区间的“零”曲线具有更好的精度 ,所确定的“零”曲线更接近凝固相变的自然过程 .说明建立在这种算法上的合金凝固质量计算机辅助冷却曲线分析系统 ,可广泛地用于材料加工过程的信息和参数计算 .     

α-Al磁性对强磁场下Al-Cu亚共晶合金定向凝固组织的影响

以Al-Cu亚共晶合金为研究对象,考察了α-Al单晶磁各向异性对稳恒强磁场下定向凝固枝晶组织生长行为的影响.实验测定了α-Al单晶不同晶向的磁化率.结果表明:Al-Cu单晶中的磁化现象表现出明显的方向性;难磁化轴为晶体学位向111方向,即磁化率最小;易磁化轴为晶体学位向311或310方向,即磁化率最大;磁化率随Cu原子数量的增加而降低;[111]晶向族中4个晶向的磁化率不再一致.对于Al-0.85%Cu合金,当生长速度为50μm/s时,在无磁场情况下其定向凝固枝晶主干沿凝固方向排列;当施加6 T纵向强磁场时,枝晶主干偏离凝固方向成一定夹角排列,这一现象可能是由α-Al磁晶的各向异性所致.     

强磁场下Cu-25%Ag合金的凝固行为

研究了强磁场对Cu-25%Ag(质量分数)合金凝固组织的影响,分析了不同磁场条件对合金凝固组织的作用机理.研究发现,均恒磁场和梯度磁场对合金的凝固组织有重要影响,改变了富Cu枝晶形貌和尺寸,无磁场条件下初生富Cu枝晶分布不均匀,一次枝晶比较长且粗大,枝晶主要以柱状枝晶为主;在12 T磁场条件下,富Cu枝晶分布比较均匀,一次枝晶变短、粗化,枝晶主要以胞状枝晶为主;在负梯度磁场条件下,富Cu枝晶分布不均匀,在试样下部,树枝晶减少,以小平面方式生长的粗大胞晶为主.通过实验研究表明,利用均恒强磁场控制Cu-Ag合金凝固组织,细化晶粒、减小偏析是具有可行性的.     

Al-Ti-B在Al-Si合金中的晶粒细化行为的研究进展

Al-Ti-B是目前Al合金中应用最为广泛的晶粒细化剂,其晶粒细化行为受到细化剂组织状态、细化工艺、合金成分等因素的影响;尤其是应用于Al-Si系合金时,毒化效应的存在削弱了细化效果,成为制约Al-Si合金晶粒细化效果的重大瓶颈。总结了Al-Ti-B在Al-Si合金中晶粒细化的研究进展,重点阐述了毒化效应的影响及其作用机制,归纳了外加超声能量场对细化行为的影响作用,最后展望了未来的研究方向。     

强磁场对定向凝固Bi/MnBi共晶组织影响的初步研究

进行了10 T强磁场下Bi/MnBi共晶定向凝固实验研究.与普通定向凝固相比较发现:同样凝固参数下,强磁场下制备的共晶组织纤维尺寸变大,纤维间距变宽;而且在纵截面上观察到大量双生条纹状共晶组织,横截面上出现很多粗大中空的六边形MnBi相;随着凝固速度增大,MnBi相尺寸减少,MnBi相纤维间距也减少.     

低过冷度下单相合金凝固组织的细化与重新长大

通过改变试样质量和冷却规范,研究了过冷Cu-30％Ni(原子分数)单相合金在不同凝固时间下的组织转变规律.在实验所选择的几秒到数分的凝固时间内,均于较低的过冷度范围和高过冷度下观察到了粗大树枝晶向细小等轴晶的转变.延长凝固时间,晶粒发生细化的两个过冷度区间扩大.对低过冷度下细化组织进行的考察表明.快速凝固刚结束时,细化晶粒仍具有树枝晶的特征,随缓凝阶段持续时间的延长,晶粒逐步蜕化为球状晶和蠕虫状晶,与此同时,晶粒度以幂函数规律重新增大.过冷熔体快速凝固使初生固相含有过饱和的低熔点组元以及较多的晶体缺陷.最终导致快速凝固结束后形成的细小晶粒在缓凝阶段的重新粗化速度明显快于正常凝固过程中晶体的粗化速度.     

低过冷度下单相合金凝固组织的细化与重新长大

通过改变试样质量和冷却规范，研究了过冷Cu-30％Ni(原子分数)单相合金在不同凝固时间下的组织转变规律．在实验所选择的几秒到数分的凝固时间内，均于较低的过冷度范围和高过冷度下观察到了粗大树枝晶向细小等轴晶的转变．延长凝固时间，晶粒发生细化的两个过冷度区间扩大．对低过冷度下细化组织进行的考察表明，快速凝固刚结束时，细化晶粒仍具有树枝晶的特征，随缓凝阶段持续时间的延长，晶粒逐步蜕化为球状晶和蠕虫状晶，与此同时，晶粒度以幂函数规律重新增大．过冷熔体快速凝固使初生固相含有过饱和的低熔点组元以及较多的晶体缺陷，最终导致快速凝固结束后形成的细小晶粒在缓凝阶段的重新粗化速度明显快于正常凝固过程中晶体的粗化速度．     

振动对Zn-27Al-Si合金组织性能的影响

在变质Zn-27Al-Si合金液的凝固过程中给予振动，使生长在初晶硅球表面的条状共晶硅机械碎断而成为短杆状和蠕点状，从而减少了对基体的割裂作用，使合金的力学性能得到明显提高。试验表明，在振动条件下，钠仍可牢固地吸附在硅的孪晶台阶上，从而改变了硅晶体的生长方式，使初晶硅生长成球团状。同时还分析了锌铝硅合金的结晶凝固过程及组织特点，并对变质条件下初晶硅、共晶硅的生长机理以及振动对试验合金的组织与力学性能的影响机理进行了探索。     

Al-Si合金挤压棒材再结晶组织演变

对φ5mm的进口Al-1%si合金棒材的段料在不同温度下保温12h,水淬处理.通过对不同条件下得到的再结晶组织进行对比研究,分析了该材料再结晶规律,提出了其优化热处理工艺.结果表明:该材料原有的等轴晶组织转变为塑性和导电性能良好的单晶组织.     

旋转磁场及快速凝固对Pb-Bi合金凝固组织的影响

研究了不同转速的旋转磁场对Pb-Bi合金凝固组织的影响,对于Pb-52%Bi亚共晶,旋转磁场能碎断枝晶,细化晶粒;对于Pb-66%Bi过共晶,旋转磁场能消除比重偏析。另外,采用硅油净化法结合水淬使Pb-52%Bi亚共晶和Pb-60.9%Bi过共晶分别获得了47 K和66 K的较大过冷度,对于Pb-52%Bi亚共晶,金属间化合物ε相枝晶细化显著;对于Pb-60.9%Bi过共晶,组织中没出现初生相Bi,只有细密的共晶组织。对于Pb-52%Bi亚共晶在快速凝固的同时加旋转磁场,过冷度由47 K增大为55 K,ε相呈细小颗粒弥散分布。     

旋转磁场对合金凝固组织形成的影响

在合金浇注过程中施加由电磁搅拌器产生的旋转磁场,能够显著地细化晶粒,抑制初生相的生长,同时对于消除宏观偏析及促进柱状晶向等轴状晶转变也有很好的效果。