铸造alsi合金中共晶团的细化及机理的研究

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1、中文摘要铸造AI．Si合金中共晶团的细化及机理的研究硕士研究生：姜云峰指导老师：孙国雄教授(东南大学材料科学与工程系)摘要：本文简要介绍了A1-Si合金组织及力学性能特点，综述了枝晶细化杌理和共晶si变质机理，从共晶团细化角度出发，选择AI-1396Si近共晶合金为本研究的基本合金体系，考察YSr、B、Sb元素在一定冷却条件下对A1—13％Si合金共晶团形核和生长的影响，探讨共晶团的形核、生长规律及共晶团的细化机理。Sr对A卜13％Si合金共晶体尺寸影响的研究结果表明，Sr变质消除了合金中初生si

2、相与共晶体非自发形核基底，抑制了初生si相和共晶体形核。且sr抑制了共晶体生长界面的生长速度，引起合金凝固冷却曲线特征温度TN、TM、TG随着sr含晕增加两降低。与此同时，Sr的加入改变了共晶团形核与生长方式，使合金的形核方式由截面大面积形核转变为在犁壁上或者型擘附近及崮液界面前沿过冷熔体中形核。无论是在不锈钢杯冷却条件下，还是在金属型冷却条件下，共晶团尺寸皆随着s晗量的增加而减小。且相同s晗量情况下，金属型冷却条件下合金共晶团尺寸远小于不锈钢杯冷却条件下合金共晶团尺寸。B的加入为A1．13％Si

3、合金中共晶团中共晶a相提供形核基底，导致Ti随着B的加入量增加而上升，爵辉现象消失，但是对共晶生长温度TG没有产生显著影响。而加B处理后，合金的形核方式也由截面大面积非充分形核生长转变为在整个试样范嗣内充分形核生长。B还引起共晶硅相层片间距随着B量增加而减小，且更加细长。相同B含量情况下，金属型冷却条件下共晶si层片间距远小于不锈钢杯冷却条件下共晶si层片间距。由于加B的A1．si合金共晶体边界无法分辨，因此，B对Al—si合金共晶团尺寸的影响目前尚没有直接的统计数据。在对sr+B对AI一13％S

4、i合金中共晶团尺寸影响的研究中发现，B能细化共晶团，sr、B间存在毒化作用。sb对AI．13％Si合金有着和sr相似的影响，使得凝固冷却曲线特征温度Ti、TM、10随着sb含量的增加而降低。但是在冷却速度较低的不锈钢杯中，Sb只能使共晶si由租大的短捧状转变为细小的层片状形态。在冷却速度大的金属型中，sb能使共晶s{由粗大的短棒状转变为极细小的针片状。sb能为共晶体形核提供AISb异质核心，引起合金的形核方式也由截面大面积非充分形核生长转变为在整个试样范围内充分形核生长。加sb变质的A1．si合金

5、共晶体边界无法分辨，sb对A1．si合金共晶团尺寸的影响尚没有直接的统计数据。关键词：A1一Si合金，共晶团，凝固，组织，温度曲线，细化英文摘要StudyonRefinementanditsMechanismsofEutecticcellinNear-eutecticAI-SialloyBy：JiangYun．fengSupervised：Prof．SUNGuo-xiong(DepartmentofMaterialScienceandEngineering，SoutheastUniversi劬Ab

6、stract：n”recentdevelopmentandresearchofA1-Sicastingalloys．suchasthatonmechanicalproperties，microstructure，mechanismsofstrengthening，andmodificationofeutecticsilicon．werebdeflyintroduced．【nthisthesis。effectofSr,BandSbadditionsonnucleationandgrowthofthe

7、eutectic(a-AI+Si)inAI一13％Sialloysatdifferentcoolingrateswasinvestigated,andthemechanismsoftherefinementoftheeutecticcellshadbeendiscussed．TheinfiuenceofstrontiumontheeutecticeelIsizein抽eAI·13％S．alloywasstudied．Theresultshowedthattheadditionofstrontium

8、mightremovethepotentnucleiof研marySiandeutectic,whichresultedinadepressionofthenucleationofprimarySiandentectic．Meanwhile,theadditionofstrontiumreducedthegrowthrateoftheeuteetic．WiththeiocreaseinSrcontentinthealloy，thenucleationtemperature，Tu，t