磁場(chǎng)對(duì)鋁硅合金凝固組織和變質(zhì)處理的影響.pdf

1、本文研究了強(qiáng)磁場(chǎng)對(duì)Al-Si合金凝固組織和變質(zhì)處理的影響，較系統(tǒng)地考察了穩(wěn)恒強(qiáng)磁場(chǎng)影響亞共晶和共晶Al-Si合金Na鹽變質(zhì)處理的現(xiàn)象和機(jī)制；進(jìn)行了強(qiáng)磁場(chǎng)對(duì)過(guò)共晶Al-Si合金凝固組織和P鹽變質(zhì)細(xì)化處理的影響的實(shí)驗(yàn)研究，并探討了磁場(chǎng)方向?qū)?shí)驗(yàn)結(jié)果的影響；研究了強(qiáng)制流動(dòng)對(duì)過(guò)共晶Al-Si合金P鹽變質(zhì)細(xì)化處理的影響，得到以下主要結(jié)論： 1)在亞共晶Al-6Wt﹪Si合金的凝固過(guò)程中，單獨(dú)施加強(qiáng)磁場(chǎng)使凝固組織中的共晶Si粗大。進(jìn)行Na鹽

2、變質(zhì)處理后冷卻至固態(tài)，在不施加強(qiáng)磁場(chǎng)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|(zhì)組織，即發(fā)生了變質(zhì)失效的現(xiàn)象；在施加強(qiáng)磁場(chǎng)的條件下，重熔并在740℃保溫20分鐘，沒(méi)有發(fā)生重熔失效的現(xiàn)象。即施加強(qiáng)磁場(chǎng)可以解決Na變質(zhì)的重熔失效問(wèn)題。 2)對(duì)亞共晶Al-6Wt﹪Si合金進(jìn)行Na鹽變質(zhì)處理后，分別在不施加與施加強(qiáng)磁場(chǎng)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(gè)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(shí)，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(zhǎng)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(shí)，在740℃快速冷卻的試樣的凝固組織中共晶Si細(xì)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(fù)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(qiáng)磁

4、場(chǎng)可以使變質(zhì)效果更好。對(duì)上述試樣進(jìn)行X線(xiàn)衍射表明，B=10T時(shí)，在470℃快速冷卻的試樣中出現(xiàn)Si(200)晶面的峰值。而B(niǎo)=0T時(shí)，沒(méi)有Si(200)晶面的峰值，表明強(qiáng)磁場(chǎng)促使Si以孿晶形式生長(zhǎng)。X線(xiàn)衍射還表明，B=10T時(shí)，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(chǎng)方向取向的現(xiàn)象。 3)強(qiáng)磁場(chǎng)使共晶Al-12.6Wt﹪Si合金凝固組織中的共晶組織發(fā)達(dá)，共晶Si增多，且間距變小。對(duì)合金進(jìn)行

5、Na鹽變質(zhì)處理后保溫，如果在保溫過(guò)程中施加強(qiáng)磁場(chǎng)，則得到的試樣的變質(zhì)效果明顯優(yōu)于不施加強(qiáng)磁場(chǎng)的試樣。延長(zhǎng)保溫時(shí)間至40分鐘，未施加強(qiáng)磁場(chǎng)的試樣出現(xiàn)嚴(yán)重的變質(zhì)衰退現(xiàn)象，施加強(qiáng)磁場(chǎng)的試樣變質(zhì)衰退現(xiàn)象相對(duì)比較輕。即強(qiáng)磁場(chǎng)具有延長(zhǎng)變質(zhì)有效時(shí)間的作用。電子探針的檢測(cè)結(jié)果表明，不施加強(qiáng)磁場(chǎng)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(qiáng)磁場(chǎng)的條件下，Na的分布均勻，避免了出現(xiàn)過(guò)變質(zhì)現(xiàn)象。 4)在過(guò)共晶Al-18Wt﹪Si

6、合金的凝固過(guò)程中，施加強(qiáng)磁場(chǎng)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€(gè)橫截面上。但是強(qiáng)磁場(chǎng)也使得過(guò)共晶Al-18Wt﹪Si合金的凝固組織中的共晶Si變粗大。進(jìn)行P鹽變質(zhì)處理后，不施加強(qiáng)磁場(chǎng)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(qiáng)磁場(chǎng)的條件下，塊狀初晶Si均勻分布在試樣的整個(gè)橫截面上，而且共晶Si也得到細(xì)化。 5)將磁場(chǎng)方向由平行于圓柱試樣的軸向改變?yōu)榇怪庇趫A柱試樣