電磁場(chǎng)作用下亞共晶鋁硅合金半固態(tài)初生α相形貌演變規(guī)律的研究.pdf

1、半固態(tài)加工技術(shù)作為一種新型的金屬成形工藝,在有色金屬加工領(lǐng)域應(yīng)用廣泛,而半固態(tài)漿料的制備是該技術(shù)的關(guān)鍵環(huán)節(jié),如何在節(jié)能減耗的前提條件下高效地制備出合格的半固態(tài)漿料,對(duì)于半固態(tài)加工技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。因此,本文在此背景下,以A356牌號(hào)鋁合金作為研究對(duì)象,研究了保溫工藝參數(shù)、電磁攪拌處理技術(shù)以及混合稀土細(xì)化劑在制備亞共晶鋁硅合金半固態(tài)漿料過(guò)程中的作用,并詳細(xì)探討了合金顯微組織特別是初生α相在上述條件下的形貌演變、分布規(guī)律,

2、由此得到亞共晶鋁硅合金的新型半固態(tài)制備工藝及其相應(yīng)的理論依據(jù)。
　　為獲取細(xì)小、圓整且分布均勻的半固態(tài)A356合金初生α相,首先通過(guò)對(duì)低過(guò)熱度澆注的合金熔體采用不同的保溫工藝,對(duì)比試驗(yàn)結(jié)果確定出最佳的保溫工藝參數(shù)。分析了不同的保溫溫度、保溫時(shí)間對(duì)合金中初生α-Al相形貌及分布的影響機(jī)制。發(fā)現(xiàn)A356合金熔體經(jīng)620℃近液相線澆注后,在615℃保溫10min后的室溫凝固組織形貌較好。合理的保溫工藝可以促使枝晶熔斷提高形核率,改善溶質(zhì)

3、分布并使初生α晶粒所受界面張力在各方向上趨于一致,從而促進(jìn)其圓整化。
　　應(yīng)用變頻控制的電磁攪拌裝置對(duì)經(jīng)低過(guò)熱度澆注的A356合金熔體作短時(shí)弱電磁攪拌處理,并在上述確定的保溫工藝參數(shù)下進(jìn)行保溫,分析了電磁攪拌時(shí)間、攪拌頻率對(duì)合金凝固組織中初生α-Al相和Al-Si共晶相形貌與分布規(guī)律的影響,從而得到最佳的電磁攪拌工藝參數(shù)。試驗(yàn)結(jié)果表明,最佳電磁攪拌工藝參數(shù)為:電磁攪拌頻率30Hz,電磁攪拌時(shí)間15s。初生α-Al相受電磁場(chǎng)的作用作

4、高速旋轉(zhuǎn)并破碎枝晶,“沖刷”過(guò)程中促使晶粒被打磨圓整、尺寸減小,熔斷破碎的細(xì)小枝晶通過(guò)熔體對(duì)流均勻分布于熔體中,并可作為之后液相凝固的形核核心,提高了形核率。過(guò)高或過(guò)低的電磁攪拌頻率都不利于磁場(chǎng)在熔體中的滲透。
　　在上述得到的最佳電磁攪拌工藝條件下,通過(guò)添加不同成分比例的混合稀土La與Ce,研究了初生α-Al相在電磁攪拌和稀土細(xì)化劑的雙重條件下其組織形貌演變規(guī)律及分布情況。發(fā)現(xiàn)在熔煉過(guò)程中添加0.7％La與0.4%Ce后,經(jīng)62

5、0℃澆注,并在30Hz電流頻率下作電磁攪拌15s,在610℃保溫10min后試樣的室溫凝固組織形貌最好。La跟Ce在電磁攪拌條件下易于均勻分布在初生α-Al相周?chē)?Al跟RE元素反應(yīng)前的先共晶相可作為Al-Si共晶反應(yīng)前初生α相的形核質(zhì)心,Al11Ce3可為基體提供更多的異質(zhì)核心,混合RE的細(xì)化效果具有區(qū)域不均勻性。
　　本文的特色之處在于:借助電磁攪拌工藝,研究了不同成分比例的混合RE元素對(duì)合金基體的改善效果,詳細(xì)探討了在該雙重