高强高韧铸造Al-Si合金(A357)研究

研究了硅、镁、铁、铍等元素对合金性能的影响.结果表明,高强韧铸造Al-Si合金(A357)获得良好综合力学性能优化的成分范围(质量分数,%)为:6.5～7.0 Si、0.55～0.60Mg、0.1～0.2 Ti、0.04～0.07Be、Fe≤0.08.     

高强韧Al-Si(A357)合金的晶粒细化研究

对高强韧Al-Si(A357)合金晶粒细化技术进行了研究.结果表明:采用Ti,B复合细化时,细化效果比单一Ti,B,Zr细化效果更好,随B量增加,同时细化效果明显改善.采用Ti,B,Zr复合细化时,当Ti/B=1,0.2时,Zr促进晶粒细化:当Ti/B=5时,Zr却阻碍晶粒细化.Al-5Ti-1B细化剂对Al-Si合金具有良好的细化效果.对于Al-Si合金而言,最佳的工艺为720℃加入4%的细化剂,保温5～10 min.     

铸造Al-Si系铝合金强韧化研究进展

综述了合金元素、过滤技术、晶粒细化、变质处理和热处理工艺因素对铸造Al-Si合金的影响。探讨了提高这类合金机械性能的一些途径。     

高强韧Al-Si-Mg合金成分设计与优化

对Al、Si与Mg元素进行了正交试验设计,采用JMat-Pro软件对Al-Si-Mg合金进行了成分优化设计与性能研究。结果表明,Si对Al-Si-Mg合金的凝固冷却速度影响最大,其次分别为Fe与Ti,Mg的影响最小。Mg对Al-Si-Mg合金屈服强度、抗拉强度与洛氏硬度的影响最大,依次分别为Fe、Ti和Si。当Al-Si-Mg合金的二次枝晶间距由200μm降至20μm时,抗拉强度由175.2 MPa增至337.2 MPa。Mg含量对SDAS的影响最大,其次分别为Si、Fe与Ti。Al-6.5Si-0.7Mg-0.2Fe-0.2Ti-0.1Zn-0.1Mn-0.1Cu合金经3级固溶2级时效热处理后的平均抗拉强度、屈服强度与伸长率分别为371MPa、310 MPa与5.84%,与JMat-Pro软件计算结果较为接近。铸态组织下Si相呈现为板片状或针状,热处理后Si相逐渐球化,热处理态合金断裂以韧窝断裂为主。     

铸造Al-Si合金Sr变质处理过程中共晶硅形态的渐变行为

通过光学显微镜和SEM考察了共晶硅形态与大小随Al-11.6%Si合金中Sr量的变化.研究发现共晶硅从片状转变成纤维状的过程并不是突变的,而是一个渐变过程,共晶硅的形态存在一个介于二者之间的中间态,具有明显的弯折与分叉,同时也具有纤维硅的特征.随着合金中Sr量的增加,共晶过冷度增大,同时孪晶边界能降低,使得硅相产生弯折、分叉,硅相形态不断向纤维化转变.     

Sc在铸造Al-Si合金中的作用研究进展

铸造Al-Si合金是铸造铝合金中的一类重要合金,具有优异的铸造工艺性能、较小的收缩率和热膨胀系数、良好的综合力学性能等,广泛应用于航空航天工业和汽车制造工业,如战斗机的导弹挂架、汽车的轮毂等.综述了国内外关于Sc以及Sc与其他元素联合添加入铸造Al-Si合金中的作用研究现状,包括添加Sc或联合添加Sc与其他元素后,铸造...     

变质元素对铸造Al-Si合金共晶结晶的作用及机制

铝合金在有色合金中应用最为广泛,而A1-Si类合金约占铝合金的80％,其应用范围日益扩大.虽然Al-Si类合金大多为多元合金,但该类合金的组织中A1-Si共晶体通常占总体积的50％～90％.因此,掌握变质处理对Al-Si共晶凝固的作用及规律,是控制该类合金铸件组织与性能的技术关键之基础.本文以变质元素对A1-Si共晶结晶的作用效果、规律及相关机制为主线,着重对近年该方面的主要研究进展和重要结论进行了综述.     

新型Al-Si系多元合金最佳成分及强韧性的研究

研制一种Al-Si系多元铸造铝合金,不用热处理(固溶处理 时效)强化,而用最佳成分(六个组元)配合.充分发挥合金元素之间的协同效应,相互加强,取长补短作用.再用细化晶粒、变质处理等方法,使其抗拉强度≥300MPa,延伸率δ≥2%.     

Al-Si合金壳体的金属型铸造

Al Si合金壳体铸件砂型铸造改为金属型铸造 ,并采用缝隙式浇注系统 ,取得较好效果。     

加热条件对含镁共晶Al-Si合金半连续铸锭热轧的影响

采用光学和激光共聚焦显微镜及扫描电镜等组织分析手段,研究了热轧前加热条件对Al-12.7Si-0.7Mg-0.2Fe合金半连续铸锭多道次热轧裂边行为的影响及其组织演变。结果表明,Al-12.7Si-0.7Mg-0.2Fe合金半连续铸锭的热轧变形能力是受加热过程共晶硅相颗粒化和粗化控制的。当加热温度低于480℃时,由于温度较低,合金中珊瑚状共晶硅相断裂、颗粒化和粗化速度较慢,其热轧变形能力较差,提高加热温度明显提高热轧变形能力;当加热温度不低于480℃时,加热初期,合金中共晶硅相断裂、颗粒化和粗化速度较快,合金较快获得较高热轧变形能力,合金铸锭热透后可获得78%总压下率而不发生裂边的热轧效果,组织中α-Al枝晶干基本碎化,Si相已均匀分布在合金基体中。长棒状Si相在轧制过程将继续碎化,具有不同形态Si相组织的Al-12.7Si-0.7Mg-0.2Fe合金经轧制变形后,其Si相形态基本相似,但热轧抗裂边的能力明显不同。     

稀土La(镧)对Al-Si共晶合金性能的影响

在Al-Si共晶合金中加入不同含量的稀土元素La，研究其流动性及热处理后的力学性能。结果表明，含0．2％ La(质量分数，下同）的合金流动性较好，铸态时硬度和强度较高，淬火后，180℃时效4h，稀土La含量为0．2％－0．3％的合金表现出良好的综合力学性能。     

Al-5%Ti-0.25%C对Al-Si活塞合金组织和性能的影响

探讨了Al-5%Ti-0.25%C中间合金对共晶Al-Si活塞合金组织和力学性能的影响.结果表明,加入0.5%的Al-5%Ti-0.25%C中间合金后,初晶Si的平均尺寸由原来的45μm降为40μm,共晶Si变短,而且能细化共晶团,提高常温抗拉强度.Al-5%Ti-0.25%C中间合金的加入量达到1%时,常温抗拉强度不再继续提高.加入Al-Ti-C中间合金后随着静置时间的延长,常温抗拉强度变化并不明显.     

Al-5%Ti-0.07%B对Al-Si活塞合金组织和性能的影响

研究了Al-5％Ti-0．07％B中间合金对共晶Al-Si活塞合金组织和力学性能的影响。结果表明，加入Al-5％Ti-0．07％B中间合金能细化共晶团。当加入时间不超过10min时，合金的初晶Si得到细化，硬度和抗拉强度都有所提高，当加入时间超过30min，合金的初晶Si和共晶Si都明显粗化，室温抗拉强度略有降低，硬度和高温抗拉强度略有提高。     

Zr、Cr元素对Al-Si合金电导率与力学性能的影响

通过正交试验和验证试验研究了不同的Si、Zr、Cr元素含量对Al-Si合金电导率与力学性能的影响.结果表明:当合金的成分为5%Si、0.35%Zr、0.35%Cr、1%Cu、0.5%Mg,经过T6处理后,电导率达到25.35 MS/m,抗拉强度达到361 MPa,伸长率达到2.83%,布氏硬度为109.34,均超越ZL101A.合金中的Si在改善合金力学性能的同时直接减少Al基体的有效导电截面,使合金的电导率下降;微量Zr可以在几乎不影响电导率的情况下提高合金力学性能;Cr元素对合金起到一定的强化作用.通过试验可将Al-Si合金的电导率提高5%～8%.     

Al-P中间合金对共晶和过共晶Al-Si合金的变质机制

探讨了Al—P中间合金对共晶及过共晶Al—Si合金的变质特点,P在Si相中的存在形式、分布规律及变质机制．实验表明,Al—P中间合金可有效地细化过共晶Al—Si合金中的初晶Si,使该合金的σb．20℃和δ20℃分别提高19．0％和125％．对共晶型Al—Si合金而言,Al—P中间合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σb,20℃和σb,300℃分别提高11．1％和18．9％．Al—P中间合金加入到过共晶Al—Si合金中,P主要以AlP形式存在于初晶Si内部;加入到共晶Al—Si合金中的P分别以AlP和原子态P存在于Si相内．P对过共晶Al—Si合金变质是以AlP异质形核机理为主;而P对共晶Al—Si合金的变质是以AlP异质形核和原子态P影响Si相形态两种机制共同作用的结果．     

电热法生产过共晶Al-Si合金的组织与性能研究

对电热法生产铝硅合金配制的Al-20Si合金进行了P-RE复合变质处理,对变质后的微观组织和力学性能进行了分析.结果表明,合金经复合变质后,合金的初晶硅尺寸得到明显细化,共晶硅由长针状变为短杆状或者细小的颗粒状;其抗拉强度由182MPa提高到205MPa,提高12.6%了,其伸长率由0.22%提高到0.26%,提高了18.2%.然而与纯铝配制的过共晶铝硅合金相比,其抗拉强度和伸长率都相对较低,原因在于电热法生产铝硅合金配制的过共晶铝硅合金中Fe含量较高.     

过共晶铝硅合金对铝合金的变质作用研究

半固态加工技术中的一个关键问题就是如何制备优质的半固态合金棒坯料.通过在亚共晶Al-Si合金熔液中搅入初生Si相为颗粒状的过共晶Al-Si合金,使颗粒状Si相在液相线温度下扩散到熔液中,成为形核质点,抑止枝晶组织的形成,从而获得满足半固态加工要求的非枝晶组织.结合电镜分析结果,对变质作用的机理进行了初步分析.     

深冷处理对Al-Si合金组织和力学性能的影响

在液氮温度（-196℃）对Al-Si合金作了深冷处理，处理时间分别为72h、120h，并进行了力学性能试验和金相组织分析。试验结果表明，深冷处理显著提高了合金的强度和硬度，经适当时间的深冷处理，强度、硬度及伸长率三者能同时提高。初步的研究认为，深冷处理改善铝合金性能的机理主要是处理后合金中产生大量相互缠绕的位错和析出弥散强化相。