过共晶铝硅合金熔体处理及变质研究.pdfVIP

过共晶铝硅合金熔体处理及变质研究 摘 要 过共晶铝硅合金因具有耐磨、体积稳定等优异特性，在汽车发动机等领域 取代传统材料已成为发达国家一种趋势。而国内因其初生硅组织控制难度等原 因未能广泛推广。另一方面，如何通过操控熔体状态、变质等措施，来控制凝 固组织，涉及凝固基础及凝固技术的发展。本文首先运用电阻法探索了 A1．18％Si熔体状态与温度关系，然后基于此信息分别以熔体过热处理及高．低 温混溶处理进行了两方面凝固实验，探索了熔体状态对过共晶铝硅合金中初生 及共晶硅的作用与规律。在高．低温混溶处理中，论文还创新性地探索了低温熔 体处于半固态温度范围的作用效果。论文工作还探索了P．Re．B中间合金对 A1．18％Si合金的复合变质作用。全文主要研究内容及结论如下： 1、升温过程A1．18％Si熔体电阻率温度行为(p．T曲线)揭示，液相线以上从 800℃到950℃的温度区间内，p．T曲线出现一个峰高较低而宽的预峰。而从 950℃到1050℃的温度区间内，p．T曲线上出现另一窄而明显的温度峰，此后熔 体电阻率进入新的线性变化阶段。分析认为，第一峰发生预转变，第二峰处发 生了不可逆液液结构转变，结果成为一种更为均匀的结构状态。 2、通过对A1．18％Si合金进行熔体过热处理及凝固实验发现，950℃保温的 熔体，快冷至760℃后凝固得到的初生硅，其晶粒大小与760℃处保温的熔体凝 固后的差别不大；而1150℃处保温的熔体，快冷至760℃后凝固得到的初生硅 已得到明显细化。冷却曲线反映的过冷度差别与凝固组织的规律基本一致。这 一结果也验证了上述“不可逆液液转变的推论。 3、高．低温混溶处理以1150℃为高温熔体温度，其低温熔体的温度分别选 高、低温熔体比例。凝固实验结果表明，低温熔体温度为640℃混溶所获得的 试样其初生硅最细小，且随高温熔体比例的增大，初生硅晶粒随之细化。从机 理上看，640℃最利于半固态范围内已有块状分枝的熔断和增殖；而高温熔体比 例的提高，越发促进硅晶体熔断和增殖，增加形核核心。 4、在选定低温熔体温度为640℃后，改变高温熔体的热历史，处理方式分 体，比未经历转变的熔体对初生硅有着更好的细化作用。 5、运用P．Re．B中间合金对A1．18％Si合金进行复合变质，对初生硅和共晶 由多角粗大板块变为细小颗粒，棱角钝化，分布更加均匀；并使共晶硅由粗针 状变为纤维状。 本文研究结果显示，基于A1．18％Si熔体结构状态对温度关系的信息来实施 熔体热处理，可避免通常的盲目性取得更好的效果。 关键词：A1．18％Si合金；液液结构转变；熔体温度处理；凝固组织 ResearchonMelt TreatmentandModificationof Temperature AI—Si Alloy Hypereutectic ABSTRACT In A1一Si hasa totake alloy tendency place developedcountries，hypereutectic traditionalmaterialsbecauseitiswear-resistant、析thvolume in stability．ButChina,this materialhasnotbeen duetothe tocontrolthe silicon popularized difficulty primary microstructure．Ontheother to thesolidificationstructure