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杂质元素对铝硅合金Si相形核影响的探讨
1
作者
敖晓辉
邢书明
+2 位作者
李少乾
韩青友
王如芬
《材料导报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2018年第15期2647-2652,共6页
Si相的尺寸和形貌对Al-Si合金的性能具有重要的影响。如何在增加Si相的有效形核基底数量以显著提高Si相形核率、细化初晶Si的同时,不削弱共晶Si的细化和变质效果,是提高铝硅合金性能的关键。添加适量的合金元素和微量元素是调节Si相形...
Si相的尺寸和形貌对Al-Si合金的性能具有重要的影响。如何在增加Si相的有效形核基底数量以显著提高Si相形核率、细化初晶Si的同时,不削弱共晶Si的细化和变质效果,是提高铝硅合金性能的关键。添加适量的合金元素和微量元素是调节Si相形核率的重要手段之一,特别是在不影响主合金元素成分要求的前提下,通过添加变质剂或细化剂,结合除杂技术和浇铸工艺可以明显细化共晶Si尺寸。但是,废杂铝中的杂质元素对Si相形核率的影响规律及其作用机理尚未达成共识,这是废杂铝再生铸造铝硅合金研究中的热点和难点。废杂铝再生因其具有原料来源广、可再生利用、节能减排效果显著等优点成为生产铸造铝合金的重要工艺。然而,由于废杂原料含有多种杂质元素,并且它们对铝硅合金中Si相的交互作用关系不确定,所以很难制定相应的技术措施以同时细化共晶Si和初生Si相。目前已经确证AlP为Si相形核的主要基底,β-Fe相为次要基底,氧化膜对二者的形成具有促进作用。近年来,除深入研究常见元素对Si相形核的作用机理外,两种及两种以上元素之间的相互作用对Si相形核的作用机理也开始受到广泛关注。在充分研究AlP、β-Fe相、氧化膜等可作为Si相形核基底物质的结构特性基础上,针对P-X、Fe-X、Ca-X等二元交互作用对Si相形核的影响研究也取得了显著成果。Sr、Ca、B、Mg等元素一般通过钝化AlP、β-Fe相等Si相形核基底的活性或与AlP反应生成更稳定的化合物这两种机制降低Si相的形核率。当三种或三种以上杂质元素通过直接或间接的交互作用对共晶硅形核率产生影响时,作用机理和作用效果将更为复杂。其主要表现为两种杂质元素单独存在时均有助于发挥第三元素的作用,但同时存在时会反应生成化合物,反而弱化第三元素促进Si相形核的作用。本文描述了Al-Si合金凝固过程中Si相形核基底的作用,重点讨论了常见杂质元素对Si相形核基底的影响。文末就如何进一步掌握杂质元素对Si相形核的交互作用规律以避免杂质元素的有害影响和充分发挥有益微量元素的积极作用提出了新的建议。
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关键词
杂质元素
AL-SI合金
SI相
形核基底
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职称材料
Y对原位Mg_2Si/Al基复合材料初生相Mg_2Si的细化机制
被引量：
5
2
作者
刘政
白光珠
罗浩林
《有色金属科学与工程》
CAS
2016年第1期28-33,共6页
选用稀土Y和采用普通重力铸造法制备原位自生Mg_2Si/Al基复合材料,研究不同含量的稀土Y对初生相Mg_2Si形貌、尺寸和力学性能的改变.结果表明:稀土Y对Mg_2Si/Al复合材料的凝固组织有影响;添加Y处理的Mg_2Si/Al基复合材料的Mg_2Si颗粒变...
选用稀土Y和采用普通重力铸造法制备原位自生Mg_2Si/Al基复合材料,研究不同含量的稀土Y对初生相Mg_2Si形貌、尺寸和力学性能的改变.结果表明:稀土Y对Mg_2Si/Al复合材料的凝固组织有影响;添加Y处理的Mg_2Si/Al基复合材料的Mg_2Si颗粒变得更加细小;通过计算二维错配度,发现Y可以作为初生相Mg_2Si的异质形核质点从而细化颗粒,同时Y与Al相互作用形成Al3Y相可阻止Mg_2Si相长大;此时铸态Mg_2Si/Al合金复合材料的力学性能得到改善,其最大抗拉强度和延伸率分别为144 MPa和4.19%.
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关键词
MG2SI
复合材料
稀土Y
二维错配度
形核基底
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职称材料
Zr对Al-Li-Cu-Mg合金组织的影响
被引量：
3
3
作者
吴学武
高国忠
+1 位作者
贺维勇
陈继志
《材料工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
1992年第S1期208-211,共4页
一、前言 Zr加到铝合金中,由于形成细小弥散的亚稳立方Al<sub>3</sub>Zr相（β’相）,强烈地阻碍了再结晶。在Al-Li合金中,δ’相可在β’相上非均匀形核,形成复合相,从而加速了δ’相的粗化。Tite等人发现β’相周围的位...
一、前言 Zr加到铝合金中,由于形成细小弥散的亚稳立方Al<sub>3</sub>Zr相（β’相）,强烈地阻碍了再结晶。在Al-Li合金中,δ’相可在β’相上非均匀形核,形成复合相,从而加速了δ’相的粗化。Tite等人发现β’相周围的位错环可促进s’相非均匀形核。Tosten等人发现β’相可作为β’相的形核基底。Galbraith等人也观察到θ’和T<sub>1</sub>相在β’相与基体界面处形核,并且用固-固相变理论进行了解释。Zr对四元系Al-Li-Cu-Mg合金组织的影响研究得不多,因而本文用金相和透射电镜对此进行了研究。 二、材料和实验方法 实验用合金在25kg真空感应炉内氩气保护下熔炼,浇注入石摹恚,锭型为4kg圆锭,其成分列于表1。铸锭经460℃/24h+510℃/10h两级均匀化处理,然后在450℃下用750kg空气锤自由锻成截面为45mm×15mm<sup>2</sup>的扁坯。扁坯再经520℃/10h均匀化处理,在450℃保温1.5h后连续热轧至6mm的厚度,最后冷轧成3mm厚的板材。试样从板材上截取,在530℃固溶1h,淬入冷水中,在190℃时效0～50h。 TEM薄膜在30％（体积）硝酸甲醇溶液中,15V,【-20℃条件下用电解双喷制备。电镜观察在带有能谱的Philips EM420电镜上进行,操作电压为120kV。
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关键词
合金组织
ZR
形核基底
均匀化处理
非均匀
形
核
自由锻
操作电压
四元系
位错环
固溶
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职称材料
题名
杂质元素对铝硅合金Si相形核影响的探讨
1
作者
敖晓辉
邢书明
李少乾
韩青友
王如芬
机构
北京交通大学机械与电子控制工程学院
普渡大学机械工程技术系
天津立中合金集团有限公司
出处
《材料导报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2018年第15期2647-2652,共6页
基金
国家国际科技合作专项(2014DFA53050)
文摘
Si相的尺寸和形貌对Al-Si合金的性能具有重要的影响。如何在增加Si相的有效形核基底数量以显著提高Si相形核率、细化初晶Si的同时,不削弱共晶Si的细化和变质效果,是提高铝硅合金性能的关键。添加适量的合金元素和微量元素是调节Si相形核率的重要手段之一,特别是在不影响主合金元素成分要求的前提下,通过添加变质剂或细化剂,结合除杂技术和浇铸工艺可以明显细化共晶Si尺寸。但是,废杂铝中的杂质元素对Si相形核率的影响规律及其作用机理尚未达成共识,这是废杂铝再生铸造铝硅合金研究中的热点和难点。废杂铝再生因其具有原料来源广、可再生利用、节能减排效果显著等优点成为生产铸造铝合金的重要工艺。然而,由于废杂原料含有多种杂质元素,并且它们对铝硅合金中Si相的交互作用关系不确定,所以很难制定相应的技术措施以同时细化共晶Si和初生Si相。目前已经确证AlP为Si相形核的主要基底,β-Fe相为次要基底,氧化膜对二者的形成具有促进作用。近年来,除深入研究常见元素对Si相形核的作用机理外,两种及两种以上元素之间的相互作用对Si相形核的作用机理也开始受到广泛关注。在充分研究AlP、β-Fe相、氧化膜等可作为Si相形核基底物质的结构特性基础上,针对P-X、Fe-X、Ca-X等二元交互作用对Si相形核的影响研究也取得了显著成果。Sr、Ca、B、Mg等元素一般通过钝化AlP、β-Fe相等Si相形核基底的活性或与AlP反应生成更稳定的化合物这两种机制降低Si相的形核率。当三种或三种以上杂质元素通过直接或间接的交互作用对共晶硅形核率产生影响时,作用机理和作用效果将更为复杂。其主要表现为两种杂质元素单独存在时均有助于发挥第三元素的作用,但同时存在时会反应生成化合物,反而弱化第三元素促进Si相形核的作用。本文描述了Al-Si合金凝固过程中Si相形核基底的作用,重点讨论了常见杂质元素对Si相形核基底的影响。文末就如何进一步掌握杂质元素对Si相形核的交互作用规律以避免杂质元素的有害影响和充分发挥有益微量元素的积极作用提出了新的建议。
关键词
杂质元素
AL-SI合金
SI相
形核基底
Keywords
impurity elements
Al-Si alloy
Si phase
nucleation substrate
分类号
TG146.21 [金属学及工艺—金属材料]
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职称材料
题名
Y对原位Mg_2Si/Al基复合材料初生相Mg_2Si的细化机制
被引量：
5
2
作者
刘政
白光珠
罗浩林
机构
江西理工大学机电工程学院
江西理工大学材料科学与工程学院
出处
《有色金属科学与工程》
CAS
2016年第1期28-33,共6页
基金
国家自然科学基金资助项目(51361012)
江西省自然科学基金资助项目(20114bab206014)
江西省教育厅重点科技项目(GJJ11021)
文摘
选用稀土Y和采用普通重力铸造法制备原位自生Mg_2Si/Al基复合材料,研究不同含量的稀土Y对初生相Mg_2Si形貌、尺寸和力学性能的改变.结果表明:稀土Y对Mg_2Si/Al复合材料的凝固组织有影响;添加Y处理的Mg_2Si/Al基复合材料的Mg_2Si颗粒变得更加细小;通过计算二维错配度,发现Y可以作为初生相Mg_2Si的异质形核质点从而细化颗粒,同时Y与Al相互作用形成Al3Y相可阻止Mg_2Si相长大;此时铸态Mg_2Si/Al合金复合材料的力学性能得到改善,其最大抗拉强度和延伸率分别为144 MPa和4.19%.
关键词
MG2SI
复合材料
稀土Y
二维错配度
形核基底
Keywords
Mg2Si
composite
rare earth Y
planar disregistry
nucleation substrate
分类号
TG146.2 [金属学及工艺—金属材料]
TF125.24 [冶金工程—粉末冶金]
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职称材料
题名
Zr对Al-Li-Cu-Mg合金组织的影响
被引量：
3
3
作者
吴学武
高国忠
贺维勇
陈继志
机构
中国科学院金属研究所
出处
《材料工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
1992年第S1期208-211,共4页
文摘
一、前言 Zr加到铝合金中,由于形成细小弥散的亚稳立方Al<sub>3</sub>Zr相（β’相）,强烈地阻碍了再结晶。在Al-Li合金中,δ’相可在β’相上非均匀形核,形成复合相,从而加速了δ’相的粗化。Tite等人发现β’相周围的位错环可促进s’相非均匀形核。Tosten等人发现β’相可作为β’相的形核基底。Galbraith等人也观察到θ’和T<sub>1</sub>相在β’相与基体界面处形核,并且用固-固相变理论进行了解释。Zr对四元系Al-Li-Cu-Mg合金组织的影响研究得不多,因而本文用金相和透射电镜对此进行了研究。 二、材料和实验方法 实验用合金在25kg真空感应炉内氩气保护下熔炼,浇注入石摹恚,锭型为4kg圆锭,其成分列于表1。铸锭经460℃/24h+510℃/10h两级均匀化处理,然后在450℃下用750kg空气锤自由锻成截面为45mm×15mm<sup>2</sup>的扁坯。扁坯再经520℃/10h均匀化处理,在450℃保温1.5h后连续热轧至6mm的厚度,最后冷轧成3mm厚的板材。试样从板材上截取,在530℃固溶1h,淬入冷水中,在190℃时效0～50h。 TEM薄膜在30％（体积）硝酸甲醇溶液中,15V,【-20℃条件下用电解双喷制备。电镜观察在带有能谱的Philips EM420电镜上进行,操作电压为120kV。
关键词
合金组织
ZR
形核基底
均匀化处理
非均匀
形
核
自由锻
操作电压
四元系
位错环
固溶
分类号
TB3 [一般工业技术—材料科学与工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
杂质元素对铝硅合金Si相形核影响的探讨
敖晓辉
邢书明
李少乾
韩青友
王如芬
《材料导报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2018
0
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职称材料
2
Y对原位Mg_2Si/Al基复合材料初生相Mg_2Si的细化机制
刘政
白光珠
罗浩林
《有色金属科学与工程》
CAS
2016
5
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下载PDF
职称材料
3
Zr对Al-Li-Cu-Mg合金组织的影响
吴学武
高国忠
贺维勇
陈继志
《材料工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
1992
3
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职称材料
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