过共晶铝硅合金

摘要： 采用Cu-14%P对过共晶A390合金进行变质处理。结果表明,P对A390合金中的初生硅有明显的细化作用,初生硅的晶粒尺寸从未变质的40~50μm细化至10~20μm,其尖角钝化,灰色CuAl_(2)相明显增多,共晶硅由长针状变为短棒状。XRD分析结果表明,在变质后的A390合金中检测到AlP中间相。力学性能测试表明,合金的抗拉强度从变质前的178 MPa提高到变质后的219 MPa,提高了23.0%;合金的伸长率从未变质0.28%提高到变质后的1.42%。

摘要： 通过单独添加稀土元素和复合添加磷+锶+稀土研究两种变质剂对Al-25%Si合金的变质效果,再经重熔和选择不同模具研究变质剂的重熔性和冷却速度对变质效果的影响。结果表明:稀土元素的添加可同时实现对初晶硅和共晶硅的细化变质,当稀土加入量为0.8%时,初晶硅平均尺寸为45μm,共晶硅细化为颗粒状或短棒状。RE加入量为1.0%,锶加入量为0.8%,磷加入量为0.8%时,初晶硅平均尺寸为33μm,共晶硅为颗粒状或短棒状。P-Sr-RE复合变质时,具有很好重熔性能,重熔5次后,初晶硅平均尺寸均小于60μm,共晶硅平均尺寸均小于10μm。此外,变质效果受冷却速度的影响很小,不同模具浇注后合金的初晶硅平均尺寸均小于33μm,共晶硅均为细小的短棒状。

摘要： 采用B对过共晶Al-25%Si合金进行变质处理。结果表明,B变质剂对Al-25%Si合金中的初晶硅有着明显的细化作用,当B的添加量为0.08%时,初晶硅的晶粒尺寸最小,初晶硅的晶粒尺寸从未变质的90μm~120μm细化至40μm~60μm,初晶硅由五星花瓣状或不规则复杂多角形状变成板片状,其尖角钝化,长针状的共晶硅组织的细化效果不明显。XRD和SEM分析表明,在变质后的Al-25%Si合金中未有新相生成。力学性能测试表明,变质后合金的力学性能提升较为明显。当变质剂B的添加量为0.8%时,过共晶Al-25%Si合金的抗拉强度值最大,合金的抗拉强度从变质前的151 MPa提高到变质后的187 MPa,提高了23.0%;合金的伸长率也有较大变化,从未变质1.8%提高到变质后的4.2%。

摘要： 利用金相显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、X-射线能谱仪(EDS)、硬度计等测试手段,研究了在过共晶铝硅合金中加入CuO原位生成Al_(2)O_(3)对初晶硅的变质作用以及热处理对变质后的过共晶铝硅合金组织和性能的影响。结果表明:原位生成的Al_(2)O_(3)对过共晶铝硅合金的初晶硅的变质细化作用显著,同时生成的Al_(2)Cu型化合物作为增强相提高了过共晶铝硅合金的硬度。变质后的铝硅合金经过热处理后,针状的共晶硅球化,趋近于短棒状和球状,固溶8 h、时效8 h后合金硬度最大,可达维氏硬度HV 77.1,与热处理前相比,硬度增幅为1.3%。

摘要： 利用金相显微镜、扫描电镜和X-射线,研究了P、Sr、P+Sr变质对Al-25％Si的影响,考察了变质剂的加入顺序、加入量,结果表明:P对初晶硅有很好的变质效果,对共晶硅没有变质作用;Sr对共晶硅变质效果好,对初晶硅变质效果不明显;P+Sr复合变质时,先加Sr后加P,Sr加入量为0.8％,P加入量为1.0％时,合金组织中初晶硅和共晶硅细化效果良好;先加P后加Sr,Sr加入量为0.5％,P加入量为1.0％时,合金组织中初晶硅为55μm,共晶硅为短棒状.

摘要： 文章从变质处理、快速凝固、超声波处理、半固态处理等方面对过共晶铝硅合金组织的影响和力学性能的改善进行了介绍,为过共晶铝硅合金的研究人员提供参考.

摘要： 采用P对过共晶A390合金进行变质处理,研究了P的加入量对A390合金组织和硬度的影响.结果表明P变质剂可以显著细化合金中的初晶硅相,0.8％为最适宜添加量.通过P变质处理后,合金中初晶硅尖角钝化,晶粒尺寸明显减小,最小值为15μm.初晶硅的晶粒尺寸随着P的加入量的不断增加呈粗化态势.XRD测试结果,A390合金经P变质处理后,其组织中有AlP相出现.硬度测试表明,当P加入量为0.8％时,合金的硬度达到最大值,继续增加P的加入量,合金的硬度呈下降的趋势.

摘要： 利用成分互补熔体混合处理制备了 Al-20％Si合金,并通过1次、2次重熔检验熔体混合的效果,利用金相显微镜分析了其微观组织.结果表明成分互补熔体混合处理可以有效地细化初生硅颗粒,且混合的熔体成分差异越大,细化效果越明显;经1次重熔后仍能保持一定的细化效果,但2次重熔后细化效果消失.

摘要： 过共晶铝硅合金由于具有高耐磨性、低热膨胀系数和高比强度而广泛应用于汽车和飞机制造业.该类合金在常规铸造下易产生粗大的脆硬初生硅相,降低合金力学性能及耐磨性.而利用快速凝固技术能够有效细化硅相,制备出高耐磨的过共晶铝硅合金.过共晶铝硅合金的性能可以通过改变共晶硅和初晶硅的形态及其分布、二次枝晶胞的尺寸或臂间距等方式加以改善.目前过共晶铝硅合金的研究大多是关于控制共晶和初晶硅的形态和分布,而针对常规铸造的细化晶粒工艺只对25％(质量分数)硅含量以下的过共晶铝硅合金有明显效果,因此研究人员聚焦于能对高硅含量的过共晶铝硅合金实现晶粒细化的快速凝固技术.快速凝固技术区别于常规铸造的特点是高冷却速度,研究发现冷却速度对过共晶铝硅合金的相平衡和微观结构有着显著的影响.随着冷却速度的增加,过共晶铝硅合金的微观结构细化、化学均匀性提高、固溶度增加,形成非晶及亚稳相,极大地改善了过共晶铝硅合金的性能.根据不同快速凝固技术制备的过共晶铝硅合金,其细化的显微组织及对应的摩擦学行为也有所不同.这些差异对于完善快速凝固过程中硅晶粒形核长大机制、形态演化机制及其对过共晶铝硅合金性能影响的理论体系能够起到有效的补充作用.本文综述了快速凝固过共晶铝硅合金四种主要制备方法:衬底急冷技术、快速凝固-粉末冶金技术、喷射沉积技术和选择性激光熔化技术,分析了相关快速凝固工艺的研究现状,对比了不同工艺制备的过共晶铝硅合金的显微组织及耐磨性能,并从理论体系、性能预测和技术工艺三方面对其未来的研究方向提出了一些可行建议.

摘要： 近年来由于清洁能源---太阳能的发展,极大的促进了光伏产业对太阳能级硅的需求.目前主流生产方式为改良西门子法以及流化床法,这两种方法生产出来的硅纯度高,但存在以下缺点,环境污染,生产过程流程长,资源消耗大[1].相比较而言,冶金法生产太阳能级硅由于其生产过程短,资源消耗少,具有较大的潜力.另一方面,铝硅合金为重要的工业生产材料,广泛用于发动机、高铁、骑车摩托车行业的制造[2].过共晶铝硅合金在电磁感应定向凝固过程中会在一端富集大量初晶硅,在另一端富集得到铝硅合金.本文使用3KHz与30KHz交变电磁场运用于该定向凝固过程,研究了这两个频率对铝硅熔体电磁定向凝固分离初晶硅和铝硅合金的影响,并且定量表征不同位置处硅含量的富集程度.

摘要： 采用石墨质蛇形通道制备了半固态过共晶铝硅合金浆料.研究了浇注温度和硅含量对过共晶铝硅合金初晶硅尺寸和形貌的影响.试验表明,经蛇形通道浇注后,浆料中的初晶硅得到细化;在高于液相线15°C到45°C的浇注温度范围内,浇注温度越低,得到的初晶硅越细小均匀;硅含量较低的过共晶铝硅合金的初晶硅细化明显,但随着硅含量的增大,熔液粘度增大使得初晶硅的细化变得困难,初晶硅尺寸也逐渐变大.

摘要： 本文对旋转磁场作用下过共晶铝硅合金凝固过程金属熔体流动特征及初生硅偏析的控制进行研究.通过施加频率为50Hz、磁感应强度为0、10、15、25mT的旋转磁场作用于过共晶Al-35％Si合金熔体凝固过程中分离形成初生硅富集层,并基于富硅层中初生硅的形貌和分布特征,探讨旋转磁场作用下合金熔体凝固过程中初生硅偏聚机制.结果表明:旋转磁场驱动铝硅熔体流动和合金熔体温度场的控制是实现初晶Si偏聚富集两个主要条件.沿石墨坩埚径向的温度梯度的控制有利于初生硅在温度低的内壁上形核;旋转磁场驱动铝硅熔体内部形成的二次环流和Taylor–G(o)rtler涡流,携带具有较高的硅含量的铝硅熔体不断地靠近石墨坩埚内壁,促进已形核的初生硅合并长大,最后导致初生硅的显著偏析,且偏析形成的富硅层中硅相的质量分数随着磁感应强度的增大而提高.

摘要： 本文研究了热处理工艺对过共晶Al-Si多元合金组织和性能的影响,研究发现随着固溶时间的增加,初生Si相发生钝化,棱角变得更加圆润、AlNi相、Al2Cu及多元合金相发生细化、消融,共晶Si相由粗棒状逐渐颗粒化,并且分布较均匀,在固溶处理为520°C×12h,时效处理175°C×12h,合金的综合性能最好.合金的抗拉强度、伸长率分别为286.67MPa和4.32％,同时合金通过热处理后,与铸态合金相比,耐磨性得到明显提高.

摘要： 本文研究了热处理工艺对过共晶Al-Si多元合金组织和性能的影响,研究发现随着固溶时间的增加,初生Si相发生钝化,棱角变得更加圆润、AlNi相、Al2Cu及多元合金相发生细化、消融,共晶Si相由粗棒状逐渐颗粒化,并且分布较均匀,在固溶处理为520°C×12h,时效处理175°C×12h,合金的综合性能最好.合金的抗拉强度、伸长率分别为286.67MPa和4.32％,同时合金通过热处理后,与铸态合金相比,耐磨性得到明显提高.

摘要： 本文研究了热处理工艺对过共晶Al-Si多元合金组织和性能的影响,研究发现随着固溶时间的增加,初生Si相发生钝化,棱角变得更加圆润、AlNi相、Al2Cu及多元合金相发生细化、消融,共晶Si相由粗棒状逐渐颗粒化,并且分布较均匀,在固溶处理为520°C×12h,时效处理175°C×12h,合金的综合性能最好.合金的抗拉强度、伸长率分别为286.67MPa和4.32％,同时合金通过热处理后,与铸态合金相比,耐磨性得到明显提高.

摘要： 本文研究了热处理工艺对过共晶Al-Si多元合金组织和性能的影响,研究发现随着固溶时间的增加,初生Si相发生钝化,棱角变得更加圆润、AlNi相、Al2Cu及多元合金相发生细化、消融,共晶Si相由粗棒状逐渐颗粒化,并且分布较均匀,在固溶处理为520°C×12h,时效处理175°C×12h,合金的综合性能最好.合金的抗拉强度、伸长率分别为286.67MPa和4.32％,同时合金通过热处理后,与铸态合金相比,耐磨性得到明显提高.

摘要： 本文研究了热处理工艺对过共晶Al-Si多元合金组织和性能的影响,研究发现随着固溶时间的增加,初生Si相发生钝化,棱角变得更加圆润、AlNi相、Al2Cu及多元合金相发生细化、消融,共晶Si相由粗棒状逐渐颗粒化,并且分布较均匀,在固溶处理为520°C×12h,时效处理175°C×12h,合金的综合性能最好.合金的抗拉强度、伸长率分别为286.67MPa和4.32％,同时合金通过热处理后,与铸态合金相比,耐磨性得到明显提高.

摘要： 本文对不同挤压铸造比压下过共晶Al-Si-Cu-Mg合金的组织及力学性能进行研究,利用扫描电子显微镜观察断口形貌,并采用光学电子显微镜对合金组织进行分析,研究不同比压下合金组织及力学性能的变化.结果表明:金属型铸态组织中初生Si相呈粗大块状,初生Si相棱角突出,共晶Si相组织呈板条状.随着比压增加,初生Si相尺寸越来越小且形状圆整,数量逐渐减少,共晶Si相得到细化,组织变得更为致密,铸件组织中初生α-Al枝晶越来越致密、发达.其抗拉强度、伸长率和硬度随着压力的增大出现先增大后减小的情况.挤压铸造比压为598MPa时,过共晶Al-Si-Cu-Mg合金具有较好的组织和力学性能.

摘要： 本文对不同挤压铸造比压下过共晶Al-Si-Cu-Mg合金的组织及力学性能进行研究,利用扫描电子显微镜观察断口形貌,并采用光学电子显微镜对合金组织进行分析,研究不同比压下合金组织及力学性能的变化.结果表明:金属型铸态组织中初生Si相呈粗大块状,初生Si相棱角突出,共晶Si相组织呈板条状.随着比压增加,初生Si相尺寸越来越小且形状圆整,数量逐渐减少,共晶Si相得到细化,组织变得更为致密,铸件组织中初生α-Al枝晶越来越致密、发达.其抗拉强度、伸长率和硬度随着压力的增大出现先增大后减小的情况.挤压铸造比压为598MPa时,过共晶Al-Si-Cu-Mg合金具有较好的组织和力学性能.

摘要： 本发明涉及亚共晶和共晶铝硅合金变质及细化的方法，以Sr和B对硅含量为2～13.5wt.%的亚共晶和共晶铝硅合金进行变质及细化处理，处理后，使合金熔体中的Sr含量为0.005～0.1%，B含量为0.005～0.1%，Sr与B的质量比值为0.3～5。采用铝硼中间合金作为细化剂，对铝硅合金具有良好的晶粒细化效果；采用铝锶中间合金作为变质剂，可有效变质铝硅合金中的共晶硅。通过控制熔炼及变质和细化处理工艺，所加入的变质剂对共晶硅有良好变质效果的同时，晶粒细化剂对α-Al也有良好的细化效果，使铸锭组织同时得到变质及细化，可以有效避免锶和硼之间的相互毒化作用。

摘要： 本发明涉及亚共晶和共晶铝硅合金变质及细化的方法，以Sr和B对硅含量为2～13.5wt.%的亚共晶和共晶铝硅合金进行变质及细化处理，处理后，使合金熔体中的Sr含量为0.005～0.1%，B含量为0.005～0.1%，Sr与B的质量比值为0.3～5。采用铝硼中间合金作为细化剂，对铝硅合金具有良好的晶粒细化效果；采用铝锶中间合金作为变质剂，可有效变质铝硅合金中的共晶硅。通过控制熔炼及变质和细化处理工艺，所加入的变质剂对共晶硅有良好变质效果的同时，晶粒细化剂对α-Al也有良好的细化效果，使铸锭组织同时得到变质及细化，可以有效避免锶和硼之间的相互毒化作用。

摘要： 本发明公开了一种消除过共晶铝硅合金初生硅的方法，包括以下步骤：S1.将Al‑18Si过共晶铝硅合金加热至熔融状态，并进行保温处理；S2.将S1处理制得的过共晶铝硅合金在室温下冷却至液相线温度以下，并再次进行保温处理；S3.将S2处理制得的过共晶铝硅合金浇筑至铸型内，在室温下冷却凝固得到成品Al‑18Si过共晶铝硅合金。本发明仅仅降低了熔炼温度并保温较短时间就能有效改善抑制初生硅的析出，不使用变质剂及复杂的工艺，具有操作简单、对环境无污染和成本较低的优点。

摘要： 本发明涉及一种Al‑16Si过共晶铝硅合金获得全部伪共晶组织的方法，首先将Al‑16Si合金在高温下进行熔炼和保温，以获得无残余初晶硅的合金熔体；然后使合金液流经超低温铜管实现熔体在固液两相区的快速冷却，以抑制初晶硅的析出；最后将强制冷却的合金液浇注到预热温度为527°C的铁板上进行非平衡凝固，最终得到全部的伪共晶组织。本发明彻底消除了Al‑16Si合金液中的残余初晶硅质点，在铝硅合金固液两相区内实现快速冷却以彻底抑制初晶硅的析出，并在共晶点以下适当温度进行伪共晶凝固，最终得到全部伪共晶组织。

摘要： 本发明公开了一种消除过共晶铝硅合金初生硅的方法，包括以下步骤：S1.将Al‑18Si过共晶铝硅合金加热至熔融状态，并进行保温处理；S2.将S1处理制得的过共晶铝硅合金在室温下冷却至液相线温度以下，并再次进行保温处理；S3.将S2处理制得的过共晶铝硅合金浇筑至铸型内，在室温下冷却凝固得到成品Al‑18Si过共晶铝硅合金。本发明仅仅降低了熔炼温度并保温较短时间就能有效改善抑制初生硅的析出，不使用变质剂及复杂的工艺，具有操作简单、对环境无污染和成本较低的优点。

摘要： 一种无片状共晶硅的过共晶铝硅合金的制备方法，用磷铜合金对精炼后的过共晶铝硅合金熔体进行变质处理；磷铜合金加入过共晶铝硅合金熔体后，在变质处理温度下，用200转/分钟～300转/分钟搅拌速度，对熔体进行强烈搅拌进行变质处理；将变质处理后的过共晶铝硅合金熔体浇注到冷却速度为10°C/s～17°C/s速度进行冷却，得到无片状共晶硅的过共晶铝硅合金。以磷铜合金的方式加入变质剂，通过P变质和强搅拌相结合使共晶硅消失，制备出的无片状共晶硅的过共晶铝硅合金，其凝固组织为初生α相+细小的初生硅，为提高过共晶铝硅合金塑性提供理想的凝固组织。

摘要： 本发明公开了一种使过共晶铝硅合金共晶凝固离异化的方法，首先通过电阻坩埚炉对过共晶铝硅合金进行熔炼，采用热电偶和可控硅温控仪对熔体进行控温，熔清后进行除气去渣精炼处理。随后进行熔体处理：对电阻坩埚炉进行断电炉冷，接近设定温度580‑720°C时通电调整电炉功率系数进行保温10‑60min，采用玻璃管吸液随后在空气中冷却凝固方法制造合金试样。本发明对过共晶铝硅合金中出现的初生硅相有很好的细化效果，初生硅颗粒尺寸细小、分布均匀；与常规铸造相比，本发明可使共晶凝固过程离异化，将常规铸造中出现的片状共晶硅相颗粒化，为提高过共晶铝硅合金塑性提供一种新的工艺思路；本发明不会在熔体中引入杂质，操作成本低，不会对环境造成污染。

摘要： 本发明涉及一种Al‑16Si过共晶铝硅合金获得全部伪共晶组织的方法，首先将Al‑16Si合金在高温下进行熔炼和保温，以获得无残余初晶硅的合金熔体；然后使合金液流经超低温铜管实现熔体在固液两相区的快速冷却，以抑制初晶硅的析出；最后将强制冷却的合金液浇注到预热温度为527°C的铁板上进行非平衡凝固，最终得到全部的伪共晶组织。本发明彻底消除了Al‑16Si合金液中的残余初晶硅质点，在铝硅合金固液两相区内实现快速冷却以彻底抑制初晶硅的析出，并在共晶点以下适当温度进行伪共晶凝固，最终得到全部伪共晶组织。

摘要： 本发明涉及一种过共晶与亚共晶铝硅合金固‑液双金属复合铸造方法，该方法首先将固态铝硅合金制作成预制块并除去氧化膜；然后对已除去氧化膜的预制块进行电镀铜处理；最后将经过电镀铜处理的预制块放入砂型，然后浇铸液态铝硅合金，冷却后得到铝硅合金双金属复合铸件。本发明采用电镀铜的方法，相比于电镀锌而言，铜原子与铝原子之间有更好的扩散渗透的能力；相比于表面氟盐涂覆的方法，电镀铜可以获得更全面、更稳定的界面结合。本发明可用于固态过共晶铝硅合金缸套和液态亚共晶铝合金缸体之间的结合，为实现全铝发动机的制造提供新方法，其工艺简单、成本低廉、可用于大量生产，在车辆、船舶、航空制造业中也可获得广泛的应用。

摘要： 本发明公开了一种共晶和过共晶铝硅合金双重变质方法。本发明其特征是使用铝-铁-硅中间合金和钠盐（氟化钠）对共晶过共晶铝硅合金中的初生和共晶硅同时变质。共晶和过共晶铝硅合金双重变质步骤:（1）向待变质熔体中加入铝-铁-硅中间合金，添加量为0.6-5%（质量分数），加入温度700