Al-MgSi合金在交变磁场作用下的凝固特性研究

摘要

铸造Al-Mg<,2>Si合金中的Mg<,2>Si金属间化合物具有低密度、高熔点及高比强度等优点,是一种很有发展前途的轻质高温结构材料,有望用于航空、航天及汽车工业,因而研究Al-Mg<,2>Si合金的凝固特性,寻求改善其铸态组织的有效方法,使其能够应用于生产实践具有深远意义.该文应用热分析技术,研究了Al-Mg<,2>Si合金的凝固特性.通过分析Al-Mg<,2>Si合金的金相组织与差热分析曲线的某些特征值之间的关系,讨论了改变凝固参数对Al-Mg<,2>Si合金凝固过程及其组织形态的影响.采用电磁搅拌工艺方法,对不同成分的Al-Mg<,2>Si合金及加入合金元素的Al-Mg<,2>Si合金的凝固过程进行了研究,研究结果表明:在Al-Mg<,2>Si合金的凝固过程中进行电磁搅拌,初晶Mg<,2>Si由不规则的多角形块状向棒、粒状演化,颗粒圆滑.在15A-19A励磁电流对应的磁场作用下,Mg<,2>Si相最细小,形状最规则,共晶组织也发生了变化,由规则层片状变成不规则层片状.Al-20Mg<,2>Si合金电磁搅拌后,试样表面出现了Mg<,2>Si偏析层,探讨了制备Al-Mg<,2>Si梯度材料的可行性.加入合金元素和细化剂能有效改善过共晶Al-Mg<,2>Si合金的组织.P元素与交变磁场共同作用使合金中的实姓Mg<,2>Si相更加细小、圆整,提高了合金的抗拉强度和延伸率,合金的硬度也有所上升;合金经P、Ca复合细化后抗拉强度和延伸率都得到提高;RE元素的加入不仅细化了初生Mg<,2>Si相而且改变了共晶组织形貌,由层片状转变成粒状或棒状.