掺杂元素对铝-硅共晶合金凝固过程的影响

国内外学者对掺杂元素对Al-Si共晶合金的影响进行了大量的研究,这些研究大都侧重于研究变质后的结果,如变质后的晶体结构形态以及掺杂元素对结构形态的影响,再根据变质结果反过来推测可能的变质机理,但对掺杂元素对Al-Si合金凝固过程本身的影响的研究却很少.本文拟采用差热分析法(DTA)和步冷曲线热分析法研究Na、Sr元素对Al-Si共晶合金凝固过程的影响,以探讨Al-Si共晶合金的成核机理。     

微量Na元素的变质作用对Al—Si合金凝固过程的影响

对不同Na含量的Al-Si共晶合金各相中Na的分布进行了分析,并结合显微结构的变化,用DTA方法研究了合金的凝固过程。结果表明:Si相中的Na含量随着合金中Na的重量百分比的增加而增加,在一定的冷却速度下,加入Na可提高Al-Si共晶合金的共晶析出温度,降低Al-Si共晶合金的生长速度,变质效果越好的样品,这种变化越明显,说明,Na的变质作用不是抑制其成核而是促使其成核。     

镧对Al—Si合金锶和钠变质的影响

在含有变元素锶或钠的铸造Ａｌ－Ｓｉ－Ｃｕ－Ｍｇ合金中添加微量镧，发现合金组织中同时存在在富镧和锶的化合物，而镧和钠不存在这种作用，在富镧的化合物中没有钠的富集，因此镧对锶和钠变质存在不同程度的影响。     

镧对Al－Si合金锶和钠变质的影响

在含有变质元素锡或钠的铸造Ａｌ－Ｓｉ－Ｃｕ－Ｍｇ合金中添加微量镧，发现合金组织中同时存在富镧和银的化合物，而镧和钠不存在这种作用，在富镧的化合物中没有钠的富集，因此镧对锶和钠变质存在不同程度的影响。     

微量元素La对Al—Si合金凝固过程的影响

本文用差热分析法系统地研究了La掺杂对Al-Si共晶合金、亚共晶、超共晶的动态凝固过程的影响。结果表明,La促使α(Al)成核,使体系中初晶α(Al)的析出温度比AJ-Si二元合金中Al初晶的实际析出温度明显提高;La对初晶Si的成核和长大起抑制作用,使超共晶中初晶Si相析出温度较二元合金中的Si初晶的实际析出温度明显降低。     

铈在铝硅共晶合金各相中的含量及镁的影响

本文采用电解相分离及放射性测量方法,研究了Al-Si共晶合金中α-Al的合金化铈量和硅中的铈量。发现该合金各相中的铈量均随铈总量的增加而增加,并随热处理状态不同而异,合金中镁对铈向硅中偏聚具有促进作用。本文认为,对于Al-Si共晶合金,铈变质的必要条件是共晶硅中的铈含量应满足一个临界值。     

稀土对铝硅合金处理效果的研究

通过添加富镧、富铈、富钇和富钕混合稀土,考察了不同混合稀土加入量、不同冷却条件及其他因素对铝硅合金变质效果和含氢量的影响。结果表明,富钇、富镧、富铈混合稀土的变质效果依次减弱,富钕无明显变质效果。富铈、富镧、富钇和富钕混合稀土都能降低铝硅合金的含氢量,其去氢作用依次递减。     

富镧稀土对消失模铸造B319合金组织的影响

利用等离子发射光谱仪，差分扫描量热仪（DSC），电镜及金相分析等手段，研究了RE对消失模铸造B319铝合金组织的影响。结果表明，在消失模铸造条件下，0．15％RE可使B319铝合金的硅相得到较好的变质效果。但当RE＞0．2％时，会出现富稀土的粗大块状金属间化合物La3Al2Si2，而对机械性能产生不利影响。当Fe/Mn=1.2时，消失模铸造组织中存在中国文字状的α－Fe和针状β-Fe铁相以及Al2Cu相。AlCu相可以离异共晶的形式析出，β-Fe及Si相均可以作为Al2Cu相的形核基底。而在金属型铸造组织中，铁相则完全以铁状的β-Fe形式存在。研究还表明，0．02％Sr变质使B319合金共晶转变温度下降了7℃。而RE的加入会使合金的共晶温度升高，采用0．2％RE对B319合金进行变质处理，其共晶温度从570．0℃升高到了572．0℃。     

微量元素Sr对Al—Si合金凝固过程的影响

用差热分析法系统地研究了Sr对Al-Si共晶、亚共晶及超共晶合金的动态凝固过程的影响。结果表明,Sr既可促进α-Al成核,使其初晶析出温度比二元合金中α-Al相析出温度明显提高,又能抑制初晶Si成核,使超共晶中初晶Si相析出温度较二元合金中Si的初晶的实际析出温度明显降低,还能促使共晶合金成核,使加Sr后的共晶析出温度明显提高。     

富镧混合稀土变质的A357合金

采用富镧混合稀土对Al-Si-Mg系A357合金进行了变质处理，研究了稀土变质对合金铸态、热处理态的组织、力学性质及含氢量的影响，并与锶变质处理进行了比较，富镧混合稀土比锶有更强的变质A357合金中共晶硅的能力，更好的除氢效果和综合力学性能，稀土变质可获得高强韧性的Al-Si-Mg合金。     

富钇混合稀土和热处理对Mg—Zn—Zr系镁合金的组织及相结构的影响

富钇混合稀土对Mg-Zn-Zr系镁合金的铸造组织及组成相无显著影响。MB25合金(含高纯金属钇)和MB26合金(含富钇混合稀土)的铸造组织都是在α-Mg晶界上分布着大量的Z+β网状共晶化合物相(以Z相为主),其区别在于铸态MB26合金的晶界共晶相中溶有少量的镧、铈、错、钕、钆和镝等多种稀土元素。均匀化处理和挤压热加工都能使铸态MB26合金发生不同程度的相变,并在不同程度上改变铸态合金的组织和相结构。随着从挤压到均匀化处理温度的提高,其相变过程是从Z相中锌的扩散相变开始到β、W共晶相各自完成共析转变结束。     

稀土高强过共晶Al-Si活塞合金

RE-P变质可使过共晶Al-Si合金的初晶硅得到细化,共晶硅由粗大针状转变为细小短杆状。采用多元合金化与热处理综合技术,充分发挥了合金的潜力,使合金的室温和高温强度及耐磨性得到明显提高,热膨胀系数降低。     

钇对NiAl-28Cr-5.5Mo-0.5Hf合金显微组织和力学性能的影响

采用压缩实验研究了在应变速率为 1 94× 10 - 3s- 1 时随着温度的变化不同Y含量对铸造NiAl 2 8Cr 5 5Mo 0 5Hf合金力学性能的影响 ,同时 ,运用扫描电镜 (SEM)及其能谱和X射线衍射 (XRD)方法分析了合金的显微组织。结果表明 ,加入Y后 ,合金的显微组织随Y含量的增加而逐渐得到细化 ,表现为共晶团的数目增多 ,共晶团内的Cr(Mo)纤维层间距减小 ,胞界处的Cr(Mo)棒减小 ;当Y含量达到 0 1% (质量分数 )时 ,在NiAl和Cr(Mo)的相界处形成稀土化合物Ni1 7Y2 和Al3Y ,削弱了界面结合力 ,导致屈服强度和塑性下降。此外 ,压缩实验测得在不同温度下 ,0 0 5 %Y含量的合金的压缩强度和压缩率优于其它Y含量的合金 ,所以适量Y可以改善NiAl 2 8Cr 5 5Mo 0 5Hf从室温到高温的强度和塑性     

Al-Ni-Y三元共晶合金高压凝固组织

利用光学显微镜,扫描电镜,X射线衍射仪对不同压力(2,4,6 GPa)下凝固的Al-1Ni-3Y(%,原子分数)共晶合金组织形貌和相组成进行研究,并且与常压条件下合金凝固组织进行对比。实验结果表明,与常压凝固相比,在超高压力条件下凝固的合金的显微组织形貌发生了很大的改变,但是合金的相组成没有发生变化。常压凝固的合金具有共晶团组织,而高压下凝固的合金具有枝晶状亚共晶组织。高压凝固合金显微组织中出现了大量的初生α-Al相,这表明高压条件下凝固的合金共晶点发生偏移,使得常压共晶成分的合金在高压下变成亚共晶成分合金。同时,共晶组织的形貌发生了很大变化,常压下凝固的合金的组织为Al3Y相与α-Al相形成的菊花状的二元共晶和Al23Ni6Y4相与α-Al相形成的层片状的二元共晶,而高压下这两种共晶组织逐渐转化为离异共晶组织。随着压力的增大,共晶第二相的体积分数减小,α-Al的晶格常数增加。     

钇,铈对低铪镍基K444返回合金组织与力学性能的影响

研究了Y,Ce对含铪(Hf)镍基铸造高温合金K444返回料(添加50%返回料)合金的力学性能和组织的影响.研究结果表明:适量Y,Ce(Y<0.03%,Ce<0.015%(质量分数))添加到返回料合金后,一方面,Y,Ce具有去除N,O等有害杂质的作用,使O含量由15×10~(-6)降低到8×10~(-6),N含量由35×10~(-6)降低到18×10~(-6),从而使返回料合金得到净化.另一方面,Y,Ce细化了枝晶组织,减少了共晶和大块状碳化物数量,并且强化了晶界.和未加Y,Ce的返回料合金相比.添加Y,Ce使返回料合金室温拉伸强度提高约100 MPa,塑性提高近一倍;使900℃的高温瞬时拉伸性能波动较为平稳,塑性提高近一倍.添加Y,Ce还可以提高返回合金900℃/274 MPa条件下的持久性能,达到新料水平;可以明显延长K444返回合金900℃/274 MPa条件下的蠕变第二阶段,提高蠕变寿命.     

混合稀土对共晶Al-2%Fe合金组织形态的影响

研究了富La混合稀土对共晶Al-2?合金组织形态的影响. 当混合稀土加入量较少时, 合金中的α-Al相为明显的胞状枝晶;随着混合稀土加入量的增加, α-Al枝晶优先形核生长得到抑制, 共晶Al3Fe相得到细化;当稀土加入量增至0.6% (质量分数)共晶Al3Fe相尺寸逐渐增大. 并对混合稀土对共晶Al-2?合金组织形态的影响机制进行了探讨.     

REAlTiBP多元复合变质ZL117铝硅合金

研究了REAlTiBP多元复合变质剂对ZL117合金组织和性能的影响。经变质处理后 ,ZL117合金中的初晶硅平均尺寸由变质前的 2 5 0变为 3 0 μm ,室温抗拉强度由变质前的 168变为 2 45MPa ,高温 (3 0 0℃ )抗拉强度由变质前的 88变为 12 0MPa ,冲击韧性由变质前的 6.5提高到16.5J·cm- 2 ,耐磨性由变质前的 0 .0 0 80下降到 0 .0 0 42g ,变质效果良好。还介绍了变质剂同时细化初晶硅和共晶硅的双重作用机制及良好的重熔性和长效性     

富镧混合稀土对ZL101A合金组织和机械性能的影响

研究了富镧混合稀土对ＺＬ１０１Ａ合金的铸态、固溶态、Ｔ６状态、重熔态的组织和机械性能的影响，提出了混合稀土中入量低压铸造整体车轮合理的热处理状态。     

混合稀土对共晶Al-2％Fe合金组织形态的影响

研究了富La混合稀土对共晶Al-2％Fe合金组织形态的影响。当混合稀土加入量较少时，合金中的α—Al相为明显的胞状枝晶；随着混合稀土加入量的增加，α-Al枝晶优先形核生长得到抑制，共晶Al3Fe相得到细化；当稀土加入量增至0．6％(质量分数)共晶Al3Fe相尺寸逐渐增大。并对混合稀土对共晶Al-2％Fe合金组织形态的影响机制进行了探讨。     

镧、铈对铝铜合金凝固过程及凝固组织的影响

本文用热分析对比法和金相法研究了微量镧、铈对Al-5wt％Cu合金的凝固过程和凝固组织的影响规律。发现微量镧、铈能改变该合金的凝固参数,增大其过冷度和明显细化组织,微量镧、铈改变了Al-5wt％Cu合金的凝固过程,使其在α相析出之后共晶析出之前有一中间相析出。加微量铈可形成Al_8Cu_4Ce。理论分析认为,Le_2O_3、Ce_2O_3、La(OH)_3和Ce(OH),可做为α相的异质核心。