Al-Si二元合金熔体混合凝固组织和性能研究

摘要

过共晶铝硅合金因为凝固组织中具有初生硅相从而使材料增强，但又因为初生硅通常情况下为粗大的板条状而破坏塑性。亚共晶铝硅合金的强度、硬度不如过共晶铝硅合金，但塑性和韧性优于过共晶铝硅合金。如果能够在同一种铝硅合金中既获得过共晶组织又获得亚共晶组织，这将会给材料的应用带来极大的方便。
　　本文采用半固态的过共晶铝硅合金与液态的亚共晶铝硅合金熔体混合的方法，探讨了在同一合金中获得兼具亚共晶组织和过共晶组织特征的复合组织的过程。实验结果表明：本文所用的熔体混合法能够在同一合金中获得兼具亚共晶和过共晶特征的复合组织。此法对初生硅有细化作用。混合后所得合金的韧性相对常规的过共晶合金得到提高，强度和硬度相对常规亚共晶合金得到提升。
　　通过改变熔体的温度以及熔体的混合量，探讨了凝固组织的变化。实验结果表明：亚共晶铝硅合金熔体温度越高，初生硅溶解越多、尺寸越细小。在相同的熔体温度条件下，增加亚共晶铝硅合金熔体的量，对初生硅的溶解有一定的促进作用。
　　通过改变熔体混入的方式，探讨了凝固组织的变化。实验结果表明：亚共晶铝硅合金采用多孔雨淋的方式混入半固态过共晶合金中时，在相同的熔体温度和混合量的条件下，初生硅的搭接现象有改善。
　　通过在不同阶段添加变质剂，探讨变质剂的加入和熔体混合两者共同对凝固组织的影响。实验结果表明：在熔体混合之后添加变质剂，初生硅的细化效果较未加变质剂的好，分布也较均匀。将添加了（NaF+NaCl）变质剂的亚共晶铝硅合金熔体与添加（P+S+Al+KCl）变质剂的过共晶铝硅合金混合，共晶硅和初生硅均得到细化。

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1 绪论

1.1 选题背景

1.2 铝合金概述

1.3 Al-Si 合金

1.4 Al-Si 合金凝固组织

1.5 过共晶 Al-Si 合金初生硅的细化

1.6 液态金属结构与熔体过热处理

1.7 课题的目的、技术路线及研究内容

2 实验内容与方法

2.1 实验材料与设备

2.2 技术路线

2.3 实验方法与过程

2.4 凝固组织与性能的检测

3 熔体混合对凝固组织与性能的影响

3.1 复合组织的获得

3.2 参数的选择与方案

3.3 熔体混合对凝固组织的影响

3.4 熔体混合对性能的影响

3.5 本章小结

4 熔体混合比例与混入方式对凝固组织与性能的影响

4.1 不同混合比例对凝固组织的影响

4.2 混入方式对凝固组织的影响

4.3 熔体混合比例与混入方式对性能的影响

4.4 本章小结

5 变质剂对熔体混合凝固组织的影响

5.1 混合熔体中添加变质剂实验

5.2 变质剂对凝固组织的影响

5.3 本章小结

结 论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果

致谢