单向凝固中温度梯度和凝固速度对铝硅合金共晶生长形态的影响

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1、铸造Mar.2010Vol.59No.3239FOUNDRY··单向凝固中温度梯度和凝固速度对铝硅合金 共晶生长形态的影响黄婉如，廖恒成，吴申庆，孙国雄（东南大学材料科学与工程学院，江苏南京211189）摘要：对Al-13Si-0.2Sr-0.35Mg合金进行了一系列单向凝固实验，研究了界面前沿温度梯度和生长速度R对铝硅合金GL共晶生长形态的影响。结果表明，和R对Sr变质的非小面-小面Al-Si体系共晶生长的影响符合界面稳定性理论，随着GRL的增大和的减小，界面前沿成分过冷变大，共晶体生长形貌经历了从平界面失稳到胞状晶、胞状树枝

2、晶、柱状树枝GL晶和等轴晶转变。关键词：铝硅合金；单向凝固；共晶生长；凝固速度；温度梯度中图分类号：1；TG21；.3文献标识码：A文章编号：1001-4977（2010）TG146.2TG24403-0239-05++EffectofTemperatureGradientandSolidificationRateonEutecticGrowthofAl-SiAlloyDuringUnidirectionalSolidificationHUANGWan-ru,LIAOHeng-cheng,WUShen-qing,SUNGuo-x

3、iong（SchoolofMaterialsScienceandEngineering,SoutheastUniversity,Nanjing211189,Jiangsu,China）Abstract：Al-13Si-0.2Sr-0.35MgalloysweresolidifieddirectionallytoinvestigateeffectoftemperaturegradientGandgrowthvelocityRoneutecticgrowthandgrainmorphologyofAl-SiLalloy.Result

4、sshowthateffectofGandRonstabilityofeutecticgrowthinnonfaceted-facetedAl-SiLsystemmodifiedwithstrontiumisinaccordwiththeinterfacestabilitytheoryforeutecticgrowth.WithincreaseinRordecreaseinG,constitutionalsupercoolingisincreasinglyproducedinfrontofLliquid/solidinterfa

5、ceofeutectic,andhence,eutecticgrowthchangesfromplanarfrontintocellular,cellular-dendrite,columnardendriteandevenintoequiaxedgrains.Keywords：Al-Sialloy;unidirectionalsolidification;eutecticgrowth;growthvelocity;temperaturegradient凝固过程中，固-液界面的生长形貌是影响合金组业铝硅合金中共晶体的形核是充分的

6、，而未变质高纯织性能以及缺陷形成的重要因素。Al-Si合金具有优异铝硅合金中只有很少共晶团形成。加入Sr后，工业铝的铸造性能，良好的力学性能及其他物理化学性能，硅合金中形核率降低，而对高纯铝硅合金无明显影响。是研究和应用最为广泛的铸造铝合金，占铝铸件产量蔡惠民和孙伟成等[8-10]对共晶凝固的机制及组织形态进的85%~90%，且适用于各种铸造方法。大多数的铸造行了研究，发现凝固条件不同得到的硅晶体形貌差别缺陷往往出现在合金凝固的最后阶段，而铝硅共晶体很大。然而，他们的研究重点都是共晶组织的微观形是铝硅合金凝固最后阶段的主要组织，

7、铝硅共晶体的成机制，探讨共晶组织中α-Al相和Si相的生长形态和生长形态是影响合金性能的重要因素相互关系，而没有当成一个整体来研究共晶体的生长。20世纪60年代，Kim和[1]对变质和未变质共形态。铝硅合金凝固后期往往是共晶体的凝固过程，Heine晶铝硅合金的凝固模式进行了研究，发现变质合金中也是合金中微孔大量形成的阶段，本文研究了不同凝共晶体倾向于从铸件表层向中心生长，而未变质合金固条件下共晶体的生长形态，这将对研究铝合金中微中共晶体在熔体中沿任意方向生长。A.K.Dahle等孔的形成有重大的理论意义和应用价值。[2-7]对铝

8、硅合金共晶凝固形核与生长进行了大量研究，发由于凝固过程中固液界面形貌演化是一个涉及现未变质A356合金中有独立形核的共晶团且大部分热量、质量和动量传输，以及界面动力学和毛细作α-Al共晶体和树枝状α-Al晶体取向一致，说明先析出用效应的自由边界问题，这一问题的复