亞共晶鋁硅合金中共晶硅變質(zhì)研究李龍飛2016.6.27Liquid+SiFCC_A1+Liquid+SiFCC_A1+SiA357研究背景eutecticSi研究背景A357Chadwick,G.A.,MetalsandMaterials,2,693,1986亞共晶鋁硅合金中常用變質(zhì)劑及其區(qū)別共晶硅變質(zhì)微觀機(jī)制稀土變質(zhì)共晶硅的研究現(xiàn)狀研究目的合金熔體快冷超聲處理和過(guò)熱處理

化學(xué)變質(zhì)

——操作簡(jiǎn)單，成本較低；

K,Na；

Ca,Sr,Ba；

Sb；

Eu,La,Ce,混合稀土。常用共晶硅變質(zhì)方式Na

變質(zhì)能力強(qiáng)，無(wú)變質(zhì)孕育期，應(yīng)用最早；

吸收率低，重熔后變質(zhì)效果差，污染環(huán)境。Sb

長(zhǎng)效性，氣孔率低；

變質(zhì)效果受冷卻速度影響大，變質(zhì)效果不如Na、Sr。Sr變質(zhì)能力同Na，長(zhǎng)效變質(zhì)劑(5-7h)，可反復(fù)重熔；

吸氣及氧化渣(Al2SrO3)傾向嚴(yán)重，價(jià)格相對(duì)較高。稀土

長(zhǎng)效性及重熔穩(wěn)定性，除氣除渣作用；

變質(zhì)效果不如Sr,Na。常用變質(zhì)劑常用變質(zhì)劑Sr300ppmSb2400ppmLaCePrSmEuGdY張啟運(yùn),稀土元素對(duì)Al-Si共晶合金的變質(zhì)作用,1981提高形核率

√P變質(zhì)過(guò)共晶鋁硅合金——AlP作為異質(zhì)形核核心；Sb——AlSb或者M(jìn)g3Sb2作為異質(zhì)形核核心。

×形核溫度下降，共晶團(tuán)尺寸增加。抑制形核率

√Sr變質(zhì)——共晶形核率降低，共晶團(tuán)尺寸增加；

×對(duì)共晶硅生長(zhǎng)從片層到纖維狀轉(zhuǎn)變。共晶硅形貌變化長(zhǎng)大過(guò)程

共晶硅變質(zhì)機(jī)制——形核機(jī)制共晶硅變質(zhì)機(jī)制——長(zhǎng)大機(jī)制孿晶凹槽機(jī)制、雜質(zhì)誘發(fā)孿晶生長(zhǎng)方向Sr/NaLu,Hellawell,Themechanismofsilicon..,1987Si稀土在鋁合金中的變質(zhì)研究——稀土元素稀土在鋁合金中的變質(zhì)研究——稀土元素稀土元素屬于典型的金屬,化學(xué)性質(zhì)活潑,極易同氧、氫、硫、氮作用生成相應(yīng)的穩(wěn)定化合物,這些化合物的特殊性質(zhì)使它們都具有重要用途。在冶金工業(yè)上,常用稀土金屬或其合金脫氧、脫硫、脫氫,起凈化合金和變質(zhì)作用。常用稀土變質(zhì)劑于赟,稀土在鋁合金中去氫機(jī)理[J],2002冷速對(duì)稀土元素變質(zhì)影響

鄭學(xué)斌,Er對(duì)A356合金鑄態(tài)半固態(tài)組織的變質(zhì)作用研究EronA356稀土元素對(duì)合金凝固過(guò)程影響EuonA356

FengMao,EffectofEuadditiononA356Alalloys,2015稀土元素對(duì)合金凝固過(guò)程影響雜質(zhì)誘發(fā)孿晶生長(zhǎng)機(jī)制未變質(zhì)Si已變質(zhì)Si各向異性生長(zhǎng)<211>{111}凹槽面吸附Re各向同性生長(zhǎng)<211>張瑜,稀土元素對(duì)過(guò)共晶鋁硅合金變質(zhì)機(jī)理,2010eutecticSirichEr亞共晶鋁硅合金中，改善共晶硅的形貌及尺寸對(duì)提高合金性能極為重要。其中最為廣泛的變質(zhì)工藝即添加合適變質(zhì)劑對(duì)共晶硅相進(jìn)行變質(zhì)。常用變質(zhì)劑為Na,Sb,Sr

及稀土，其中工業(yè)上應(yīng)用最廣泛的是長(zhǎng)效變質(zhì)劑Sr，然而Sr的變質(zhì)會(huì)造成熔體吸氣及氧化夾渣傾向，價(jià)格也相對(duì)較高。故尋找更合適的變質(zhì)劑對(duì)熔體質(zhì)量的提高及成本的降低都極為重要。共晶硅相變質(zhì)機(jī)理主要包括形核機(jī)制及長(zhǎng)大機(jī)制。其中長(zhǎng)大機(jī)制占主導(dǎo)因素。稀土變質(zhì)亞共晶鋁合金經(jīng)過(guò)