铝硅合金

摘要： 铝硅合金因其铸造性能好、比强度高和热膨胀系数低被广泛应用于汽车和飞机结构件、电子产品封装、精密仪器加工等领域。热历史会影响铝硅合金的显微组织结构,从而产生相应的性能偏向,导致其在各领域的多样化应用。后续热处理工艺同样会对其性能造成显著影响,大量研究表明,这种影响主要通过改变共晶硅和初生硅的形态、尺寸或改变合金元素的析出等方式得以实现,而这些组织形态变化在合金成分及制备方式改变时也有体现,目前研究多局限于单一热处理工艺或制备工艺对铝硅合金的影响,实际上不同热处理对不同微观结构铝硅合金性能的影响也是多种多样的。对有硬度要求的铝硅合金而言,热处理后的析出相对其有很大影响,且析出相的分布又与铝硅合金韧性相关;热处理后硅相的形态球化可以提高铝硅合金的强度及耐磨性,但硅相的尺寸变大又会导致其磨损性能降低。铝硅合金组织与性能的变化是相互对应的,探索总结出其热处理后组织变化,便可定性预测随之产生的性能变化。本文综述了各种制备方式下热处理对不同成分铝硅合金硬度、强韧性、摩擦学性能与热物性的影响趋势,将之与T1、T4、T5、T6及退火等热处理工艺下的组织演变相对应,以此分析其影响机理,同时对热处理后铝硅合金的上述性能进行分类汇总与对比,以方便根据不同性能需求选择不同热处理工艺。

摘要： 针对某型天然气发动机活塞断裂故障,运用化学成分分析、断面宏观和微观观察、能谱和金相分析等方法进行原因分析。结果表明活塞裂纹源处有缩孔、缩松等铸造缺陷。缩孔、缩松处O元素的重量百分比为30%以上,而且Mg元素偏析较为严重。铸造缺陷导致活塞在长期工作载荷下产生裂纹,最终引发活塞断裂故障。根据故障原因提出改进措施,并通过试验验证改进措施的有效性。

摘要： 蒙泰集团粉煤灰综合利用研发中心利用粉煤灰成功制备出高端铝硅合金,为破解粉煤灰资源化利用难题、推动能源产业全产业链发展开辟了新路径,使粉煤灰这个大宗固废变废为宝、不再成为生态环境保护治理的包袱。该项技术的成功在推动大宗固废资源化利用方面迈出了重要步伐。

摘要： 北京航空航天大学、燕山大学的研究人员将高压固溶处理(HPST)和高压扭转(HPT)应用于亚共晶Al-Si合金,获得了具有403 MPa的高屈服强度和32%的大伸长率的块状纳米结构亚共晶Al-Si合金。通过此项研究,研发人员提出一种新的工艺路线,即通过HPST+HPT能够制备出由超细铝晶粒和硅纳米第二相组成的、具有超高(400 MPa)和延展性(伸长率超过30%)的块状纳米结构铝硅合金。

摘要： 通过实验观察Al-Si合金的凝固组织,测量枝晶组织的二次枝晶臂间距,并分析温度对凝固组织的影响。在相场模型中引入重力引起的自然对流以预测实验条件下Al-Si合金凝固组织的演变。模拟结果与实验结果吻合良好,验证了本文中提出的模拟方法的可靠性。基于本文的耦合模型,开展一系列不同溶质含量合金柱状晶和等轴晶组织生长的二维和三维模拟,发现合金中溶质含量对凝固组织的演变几乎没有影响,而溶质膨胀系数对枝晶尖端移动速度有显著影响。本文中采用的算法极大地加快计算效率,因此,大规模的数值模拟使难以直接通过同步辐射实验观察的Al-Si合金凝固组织演变过程的研究成为可能。

摘要： 科研人员利用数学模型快速合成特性合金乌拉尔联邦大学科研人员利用计算机建模,通过操纵合金的内部结构影响其物理特性,研发出一种快速合成铝基合金合成的方法。铝硅合金是一种被广泛用于制造汽车、飞机等零件的合金。合金中晶体的形状决定了材料的物理特性,包括强度、延展性、导热性和导电性。在数学模型的帮助下,可控制合金的成分和特性,并生产出具有所需特性的零件。目前,研究人员正在一个实验性电磁悬浮设施上验证该模型。通过该设备,可进行真实实验并描述合金的枝晶结构。利用该数学模型,可模拟各种金属合金中发生的结构相变过程,能快速合成具有特定性能的合金,研发具有改进特性的新一代材料。

摘要： 针对铸造铝硅合金气缸盖的不同位置,进行不同尺寸试样的拉伸性能测试和微观组织观测,开展了气缸盖不同位置拉伸性能差异性分析以及试样尺寸效应的分析.结果表明:气缸盖整体结构拉伸性能存在一定的差异,顶板最好,底板其次,力墙最差.此外,基于不同尺寸试样拉伸数据,建立了最弱环节理论的威布尔分布模型,得到不同尺寸试样的拉伸性能关系.实现小型试样对标准试样的拉伸性能的合理预测,预测结果和试验测量结果的误差在6.64%以内.该预测方法可以得到复杂部件薄壁结构可以参考的拉伸性能数据,进而可以指导复杂部件整体结构的强度评估.

摘要： 粉煤灰富含多种有价金属元素,应用潜力极大.为同时实现资源的综合利用与环境保护,人们可以利用粉煤灰富集氧化铝并还原制备硅铁合金.碳热还原法是新兴的从粉煤灰中提取氧化铝并制备硅铁合金的方法.本文总结了利用酸法和碱法从粉煤灰中提取氧化铝的优缺点,然后着重从热力学角度分析了还原过程可能发生的反应和氧化铁的添加对还原反应的影响.

摘要： 为实现晶体硅切割废料的回收利用,以晶体硅切割废料为原料,引入冰晶石作溶剂,采用熔配法在1150°C的熔炼温度下制备出了Si含量16.06%的铝硅合金。产品的XRD、SEM/EDS、金相结构等表征结果表明合金成分单一,组织均匀,结构清晰。进一步对反应机理进行研究,发现冰晶石熔盐将切割废料均匀分散并将其表面的SiO2溶解,与后续加入的Al进行熔盐内铝热还原反应,暴露出来的Si和过量的Al液在相界面接触,Si最终进入Al液形成铝硅合金。

摘要： 为实现晶体硅切割废料的回收利用,以晶体硅切割废料为原料,引入冰晶石作溶剂,采用熔配法在1150°C 的熔炼温度下制备出了Si含量16.06％ 的铝硅合金.产品的XRD、SEM/EDS、金相结构等表征结果表明合金成分单一,组织均匀,结构清晰.进一步对反应机理进行研究,发现冰晶石熔盐将切割废料均匀分散并将其表面的SiO2溶解,与后续加入的Al进行熔盐内铝热还原反应,暴露出来的Si和过量的Al液在相界面接触,Si最终进入Al液形成铝硅合金.

摘要： 对铝合金及其复合材料进行微观组织的调控是改善材料宏观力学性能的重要途径.研究发现,TiCN纳米颗粒可以显著细化铝硅合金中等轴α-Al枝晶尺寸.对纳米颗粒诱发α-Al晶粒细化的机理研究表明,纳米颗粒会自发地在α-Al晶粒的晶界处富集并形成致密的纳米颗粒壳层阻碍液相中的熔质原子向α-Al固液界面处扩散传输,从而有效地抑制了α-Al晶粒的生长.通过模型预测得到的晶粒尺寸与实验测得的结果较为吻合。数值模拟的结果表明，随着纳米颗粒含量的增加，纳米颗粒可以更快地在球状晶/等轴枝晶表面形成一层更为致密的纳米颗粒壳层，从而更好地抑制等轴枝晶的生长。纳米颗粒诱发的晶粒细化由于是物理抑制晶体的生长，因此该方法理论上可以不受合金体系的限制并适用于任意合金体系，这就从根本上克服了传统孕育处理的缺陷，突破了孕育处理的内在瓶颈，为探索晶粒细化的新途径奠定了基础。

摘要： 铝硅合金由于被用于内燃机、飞机、汽车等重要零部件而对其力学性能要求越来越高,在获得较高力学性能铸件时除正确选择材料外,特别要注意铝硅合金的熔炼工艺、处理工艺及浇注工艺.主要介绍了铝硅合金铸件的熔炼工艺、精炼变质处理工艺及熔渣直接提铝工艺,对于保证产品质量、节约成本以及环境保护有很大的效果.

摘要： 研究开发了一种受力结构件的压铸用高强韧铝硅合金Al-Si-Cu-Zn-Mg(以下简称HKA-1铝合金),同时研究了Ce/La混合稀土和Sr元素对合金进行复合变质的效果.结果表明,稀土的变质效果有一个最佳加入量,可以细化压铸铝合金组织.铸态力学性能达到:抗拉强度297MPa,屈服强度235MPa,伸长率7.3％.针对HKA-1铝合金,仅T1时效热处理条件下其抗拉强度和屈服强度分别为333MPa和237MPa,伸长率为5.4％,在提高合金强度的同时保持了良好的韧性.

摘要： 在含1.0％Fe的A356铝合金中加入1.2％的Mn,经850°C熔化后降至615～680°C保温1小时.采用OM、SEM、EDS等现代研究手段研究保温温度对富铁相形态特征的影响规律,并探讨富铁相的形成机制.研究结果表明:随着保温温度的降低,合金组织细化效果逐步提升,富铁相分布均匀性增加;富铁相形态随温度降低的演变顺序为:星型+细网状→多边形(4～6)+汉字状→多边形(3～4)+汉字状+细网状→多边形(细小)+汉字状→汉字状;富铁相中的(Mn,Fe)/Si比值主要取决于富铁相的形态,而富铁相中Mn/Fe比主要取决于保温温度;统计数据发现,较低温度保温能有效降低富铁相的含量和细化富铁相尺寸,降低幅度分别达到62.6％和42.1％,而其余富铁相则以粗大的、圆整度高的多边形富铁相沉降在炉底.

摘要： 采用水冷铜模重力铸造不同Cu含量(0.03wt％至4.2wt％)的Al-12Si-xCu-0.6Mg合金试样,通过OM/SEM以及硬度、拉伸、电导率结果,分析Cu元素含量对Al-Si合金组织结构、力学性能与热传导性能的影响.结果表明:增加Cu元素含量显著提高合金中强化相的数量,Al-12Si-xCu-0.6Mg合金强度和硬度逐步提高;Cu含量对合金热导率的影响呈现相反的趋势,当Cu含量增加到4.2wt％时,热导率由152W/mK降到119W/mK.Cu元素含量对合金组织结构有显著影响增加,随Cu含量增加,Al-12Si-xCu-0.6Mg合金(铸态)初生α-Al晶粒明显细化,从发达树枝晶向细小圆整等轴晶转化,共晶Si相晶粒尺寸逐渐增大.合金导电导热性能结果分析表明,分散的块状α-Al会造成电子热传导通道的断裂,粗大的共晶Si提高电子随机运动过程中的散射几率,降低自由电子的平均自由程,从而导致合金热传导性能下降.

摘要： 采用水冷铜模重力铸造不同Cu含量(0.03wt％至4.2wt％)的Al-12Si-xCu-0.6Mg合金试样,通过OM/SEM以及硬度、拉伸、电导率结果,分析Cu元素含量对Al-Si合金组织结构、力学性能与热传导性能的影响.结果表明:增加Cu元素含量显著提高合金中强化相的数量,Al-12Si-xCu-0.6Mg合金强度和硬度逐步提高;Cu含量对合金热导率的影响呈现相反的趋势,当Cu含量增加到4.2wt％时,热导率由152W/mK降到119W/mK.Cu元素含量对合金组织结构有显著影响增加,随Cu含量增加,Al-12Si-xCu-0.6Mg合金(铸态)初生α-Al晶粒明显细化,从发达树枝晶向细小圆整等轴晶转化,共晶Si相晶粒尺寸逐渐增大.合金导电导热性能结果分析表明,分散的块状α-Al会造成电子热传导通道的断裂,粗大的共晶Si提高电子随机运动过程中的散射几率,降低自由电子的平均自由程,从而导致合金热传导性能下降.

摘要： 采用水冷铜模重力铸造不同Cu含量(0.03wt％至4.2wt％)的Al-12Si-xCu-0.6Mg合金试样,通过OM/SEM以及硬度、拉伸、电导率结果,分析Cu元素含量对Al-Si合金组织结构、力学性能与热传导性能的影响.结果表明:增加Cu元素含量显著提高合金中强化相的数量,Al-12Si-xCu-0.6Mg合金强度和硬度逐步提高;Cu含量对合金热导率的影响呈现相反的趋势,当Cu含量增加到4.2wt％时,热导率由152W/mK降到119W/mK.Cu元素含量对合金组织结构有显著影响增加,随Cu含量增加,Al-12Si-xCu-0.6Mg合金(铸态)初生α-Al晶粒明显细化,从发达树枝晶向细小圆整等轴晶转化,共晶Si相晶粒尺寸逐渐增大.合金导电导热性能结果分析表明,分散的块状α-Al会造成电子热传导通道的断裂,粗大的共晶Si提高电子随机运动过程中的散射几率,降低自由电子的平均自由程,从而导致合金热传导性能下降.

摘要： 采用水冷铜模重力铸造不同Cu含量(0.03wt％至4.2wt％)的Al-12Si-xCu-0.6Mg合金试样,通过OM/SEM以及硬度、拉伸、电导率结果,分析Cu元素含量对Al-Si合金组织结构、力学性能与热传导性能的影响.结果表明:增加Cu元素含量显著提高合金中强化相的数量,Al-12Si-xCu-0.6Mg合金强度和硬度逐步提高;Cu含量对合金热导率的影响呈现相反的趋势,当Cu含量增加到4.2wt％时,热导率由152W/mK降到119W/mK.Cu元素含量对合金组织结构有显著影响增加,随Cu含量增加,Al-12Si-xCu-0.6Mg合金(铸态)初生α-Al晶粒明显细化,从发达树枝晶向细小圆整等轴晶转化,共晶Si相晶粒尺寸逐渐增大.合金导电导热性能结果分析表明,分散的块状α-Al会造成电子热传导通道的断裂,粗大的共晶Si提高电子随机运动过程中的散射几率,降低自由电子的平均自由程,从而导致合金热传导性能下降.

摘要： 采用水冷铜模重力铸造不同Cu含量(0.03wt％至4.2wt％)的Al-12Si-xCu-0.6Mg合金试样,通过OM/SEM以及硬度、拉伸、电导率结果,分析Cu元素含量对Al-Si合金组织结构、力学性能与热传导性能的影响.结果表明:增加Cu元素含量显著提高合金中强化相的数量,Al-12Si-xCu-0.6Mg合金强度和硬度逐步提高;Cu含量对合金热导率的影响呈现相反的趋势,当Cu含量增加到4.2wt％时,热导率由152W/mK降到119W/mK.Cu元素含量对合金组织结构有显著影响增加,随Cu含量增加,Al-12Si-xCu-0.6Mg合金(铸态)初生α-Al晶粒明显细化,从发达树枝晶向细小圆整等轴晶转化,共晶Si相晶粒尺寸逐渐增大.合金导电导热性能结果分析表明,分散的块状α-Al会造成电子热传导通道的断裂,粗大的共晶Si提高电子随机运动过程中的散射几率,降低自由电子的平均自由程,从而导致合金热传导性能下降.

摘要： 采用水冷铜模重力铸造不同Cu含量(0.03wt％至4.2wt％)的Al-12Si-xCu-0.6Mg合金试样,通过OM/SEM以及硬度、拉伸、电导率结果,分析Cu元素含量对Al-Si合金组织结构、力学性能与热传导性能的影响.结果表明:增加Cu元素含量显著提高合金中强化相的数量,Al-12Si-xCu-0.6Mg合金强度和硬度逐步提高;Cu含量对合金热导率的影响呈现相反的趋势,当Cu含量增加到4.2wt％时,热导率由152W/mK降到119W/mK.Cu元素含量对合金组织结构有显著影响增加,随Cu含量增加,Al-12Si-xCu-0.6Mg合金(铸态)初生α-Al晶粒明显细化,从发达树枝晶向细小圆整等轴晶转化,共晶Si相晶粒尺寸逐渐增大.合金导电导热性能结果分析表明,分散的块状α-Al会造成电子热传导通道的断裂,粗大的共晶Si提高电子随机运动过程中的散射几率,降低自由电子的平均自由程,从而导致合金热传导性能下降.

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： 本发明公开了一种废铝回收制备稀土铝硅合金的方法及其稀土铝硅合金，属于合金制备技术领域，包括将废铝经预处理后分铸成废铝锭，然后按纯铝20～25％：废铝锭75～80％比例，在硅、铜中间合金、稀土合金的存在下，700～720°C熔炼7～8小时，浇注成铝硅合金。本发明原材料以废铝为主，纯铝为辅，通过对熔炼前后的工艺流程进行改革创新，还加入适量的其他元素和稀土金属，一方面提高了对废旧物资的再生利用，另一方面大量减少化工熔剂的使用量，降低了成本，提高了产品质量，还大幅消减废气的排放量，有益于绿色环保生产。

摘要： 本发明提供了一种利用高含铁量ZL102渗铝合金制备铝硅合金的方法及铝硅合金，解决了现有技术中回收高含铁量ZL102的工艺，回收率只有1%，而高含铁量ZL102产出率却有5%，回收率低，经济损失较大的技术问题。该方法包括下述步骤：（1）对高含铁量的ZL102渗铝合金进行加锰重熔，得到铁相细化的重熔ZL102锭；（2）制备铝硅合金。本发明将高含铁量的ZL102合金加锰重熔后，铁相组织变短变细，得到铁相细化的重熔ZL102锭；加入量可以达到铝硅合金总重量的5%，可以完全和产出抵消，大大提高了回收率，避免了经济损失。

摘要： 本发明涉及合金加工技术领域，具体公开一种低冷速敏感性的铝硅合金用细化剂、其制备方法、铝硅合金及其细化方法。所述细化剂的化学成分为：Al‑xV‑yB‑zRE，1wt％≤x+y≤6wt％，0.1wt％≤z≤0.5wt％，余量为铝和不可避免的杂质元素；其中，V和B的摩尔比为1:1‑6。本发明提供的铸造铝硅合金用Al‑V‑B‑RE细化剂，对冷却速度的敏感性低，还具有较高的形核能力，可将铸造铝硅合金的晶粒尺寸细化至220μm以下，且比Al‑3V‑1B有更低的冷却速度敏感性，抗Si中毒效果明显，有利于铸造铝合金零部件综合性能的提高，且细化剂的成本较低，具有广阔的应用前景。

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： 本发明公开了一种废铝回收制备稀土铝硅合金的方法及其稀土铝硅合金，属于合金制备技术领域，包括将废铝经预处理后分铸成废铝锭，然后按纯铝20～25％：废铝锭75～80％比例，在硅、铜中间合金、稀土合金的存在下，700～720°C熔炼7～8小时，浇注成铝硅合金。本发明原材料以废铝为主，纯铝为辅，通过对熔炼前后的工艺流程进行改革创新，还加入适量的其他元素和稀土金属，一方面提高了对废旧物资的再生利用，另一方面大量减少化工熔剂的使用量，降低了成本，提高了产品质量，还大幅消减废气的排放量，有益于绿色环保生产。

摘要： 本发明提供了一种利用高含铁量ZL102渗铝合金制备铝硅合金的方法及铝硅合金，解决了现有技术中回收高含铁量ZL102的工艺，回收率只有1%，而高含铁量ZL102产出率却有5%，回收率低，经济损失较大的技术问题。该方法包括下述步骤：（1）对高含铁量的ZL102渗铝合金进行加锰重熔，得到铁相细化的重熔ZL102锭；（2）制备铝硅合金。本发明将高含铁量的ZL102合金加锰重熔后，铁相组织变短变细，得到铁相细化的重熔ZL102锭；加入量可以达到铝硅合金总重量的5%，可以完全和产出抵消，大大提高了回收率，避免了经济损失。

摘要： 本发明提供了一种铝硅合金，包括：Si 7.5～11.5wt％；Cu 4～5wt％；Ni 2.0～3.5wt％；Mg 0.4～0.8wt％；Fe 0.6～1.44wt％；Co 0.10～0.24wt％；V 0.3～0.72wt％；Hf 0.05～0.1wt％；Y 0.05～0.1wt％；K0.005～0.01wt％；Na 0.005～0.010wt％，其余为Al。本申请还提供了铝硅合金铸件的制备方法。本申请通过铝硅合金中各种元素含量的选择，尤其是Fe、V和Co含量关系的限定，使得到的具有短针状铁相、优异高温强度和导热性的铝硅合金可作为活塞材料，满足现有及未来柴油机活塞技术指标不断提升的需求。

摘要： 本发明公开了一种耐热铝硅合金材料、铸造方法及耐热铝硅合金铸件，按照重量分数计，包括如下组分：Si：7.0～8.0%，Cu：1.8～2.0%，Mn：0.3～0.5%，Mg：0.4～0.6%，Ti：0.15～0.3%，B：0～0.07%，余量为铝；其中杂质成分不超过0.15%。本发明通过在铸造铝硅合金中添加Cu、Mn元素并对合金成分进行优化，提高了合金的高温性能，耐热温度高达到250°C，能够在保持合金良好铸造工艺性同时，又具有良好的耐热性能，且合金在高温时的瞬时拉伸性能优异，均高于已有铸造Al‑Si合金的高温性能。

摘要： 本申请提供一种铸造铝硅合金及其制备方法和航空或汽车铸件用铝硅合金，其成分按照质量百分含量计，包括：Si 6.8％‑7.2％、Mg 0.45％‑0.65％、Mn0.1％‑0.2％、Ti 0.1％‑0.2％、Er 0.07％‑0.1％、Sr 0.01％‑0.02％、TiB2 0.08％‑0.12％、Fe≤0.2％，Al余量。本申请通过优化铝硅合金成分，采用纯度为99.00‑99.77％的铝锭作为原料，匹配适量TiB2陶瓷颗粒，配合热处理工艺，制备低成本的高强韧性的铝硅合金,其力学性能与高纯铝生产的合金性能相当，但成本相较于使用高纯铝锭制备的硅铝合金下降40％以上，改善了高力学性能合金因杂质受限带来的高昂成本的问题，从而扩展了高强韧硅铝合金的应用领域。