磁場對鋁硅合金凝固組織和變質處理的影響.pdf

1、本文研究了強磁場對Al-Si合金凝固組織和變質處理的影響，較系統(tǒng)地考察了穩(wěn)恒強磁場影響亞共晶和共晶Al-Si合金Na鹽變質處理的現(xiàn)象和機制；進行了強磁場對過共晶Al-Si合金凝固組織和P鹽變質細化處理的影響的實驗研究，并探討了磁場方向對實驗結果的影響；研究了強制流動對過共晶Al-Si合金P鹽變質細化處理的影響，得到以下主要結論： 1)在亞共晶Al-6Wt﹪Si合金的凝固過程中，單獨施加強磁場使凝固組織中的共晶Si粗大。進行Na鹽

2、變質處理后冷卻至固態(tài)，在不施加強磁場的條件下，重熔并在740℃保溫20分鐘，則凝固組織重新變?yōu)槲醋冑|組織，即發(fā)生了變質失效的現(xiàn)象；在施加強磁場的條件下，重熔并在740℃保溫20分鐘，沒有發(fā)生重熔失效的現(xiàn)象。即施加強磁場可以解決Na變質的重熔失效問題。 2)對亞共晶Al-6Wt﹪Si合金進行Na鹽變質處理后，分別在不施加與施加強磁場的條件下，在液相區(qū)740℃、固液兩相區(qū)590℃和固相區(qū)470℃3個溫度，使合金快速冷卻，觀察到了共晶

3、Si的不同形貌。B=0T時，在740℃快速冷卻的試樣的凝固組織中，共晶Si呈短小的層片狀。在590℃快速冷卻的試樣的凝固組織中，共晶Si呈較長的層片狀。在470℃快速冷卻的試樣的凝固組織中，共晶Si呈形態(tài)尖銳的纖維狀；B=10T時，在740℃快速冷卻的試樣的凝固組織中共晶Si細小并呈彌散分布。在590℃快速冷卻的試樣的凝固組織中，共晶Si呈復雜的叢簇狀。在470℃快速冷卻的試樣的凝固組織中，共晶Si呈形態(tài)圓鈍分布均勻的顆粒狀。即施加強磁

4、場可以使變質效果更好。對上述試樣進行X線衍射表明，B=10T時，在470℃快速冷卻的試樣中出現(xiàn)Si(200)晶面的峰值。而B=0T時，沒有Si(200)晶面的峰值，表明強磁場促使Si以孿晶形式生長。X線衍射還表明，B=10T時，在740℃、590℃和470℃快速冷卻的試樣中均出現(xiàn)Al(200)晶面垂直于磁場方向取向的現(xiàn)象。 3)強磁場使共晶Al-12.6Wt﹪Si合金凝固組織中的共晶組織發(fā)達，共晶Si增多，且間距變小。對合金進行

5、Na鹽變質處理后保溫，如果在保溫過程中施加強磁場，則得到的試樣的變質效果明顯優(yōu)于不施加強磁場的試樣。延長保溫時間至40分鐘，未施加強磁場的試樣出現(xiàn)嚴重的變質衰退現(xiàn)象，施加強磁場的試樣變質衰退現(xiàn)象相對比較輕。即強磁場具有延長變質有效時間的作用。電子探針的檢測結果表明，不施加強磁場的條件下，Na的分布不均勻，并且在共晶硅上發(fā)生Na的聚集現(xiàn)象。施加強磁場的條件下，Na的分布均勻，避免了出現(xiàn)過變質現(xiàn)象。 4)在過共晶Al-18Wt﹪Si

6、合金的凝固過程中，施加強磁場使初晶Si由粗大的板片狀變?yōu)閴K狀，且由集中在試樣周邊變?yōu)榫鶆蚍植荚谠嚇拥恼麄€橫截面上。但是強磁場也使得過共晶Al-18Wt﹪Si合金的凝固組織中的共晶Si變粗大。進行P鹽變質處理后，不施加強磁場的條件下，塊狀初晶Si仍然偏聚在試樣周邊，試樣中心處為共晶組織；而施加強磁場的條件下，塊狀初晶Si均勻分布在試樣的整個橫截面上，而且共晶Si也得到細化。 5)將磁場方向由平行于圓柱試樣的軸向改變?yōu)榇怪庇趫A柱試樣