本文關(guān)鍵詞：Al-Si系合金的熔體溫度處理及其凝固過(guò)程研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：Al-Si合金是鑄造鋁合金中最重要的一個(gè)系列，具有廣泛的應(yīng)用基礎(chǔ)。為克服其傳統(tǒng)組織細(xì)化方法的不足，熔體溫度處理細(xì)化Al-Si合金組織的研究引起人們的關(guān)注。但目前的研究主要集中于具體亞共晶成分商用鋁合金和過(guò)共晶Al-Si合金，研究缺乏系統(tǒng)性。本文結(jié)合示差掃描量熱(DSC)分析實(shí)驗(yàn)，較系統(tǒng)地研究了Al-Si系合金的熔體溫度處理對(duì)其凝固組織的影響及Al-Si系合金的熔體結(jié)構(gòu)，研究結(jié)果對(duì)相關(guān)研究具有重要的理論和實(shí)際指導(dǎo)意義。 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：亞共晶Al-7％Si合金在750-1100℃進(jìn)行熔體溫度處理時(shí)，過(guò)熱溫度對(duì)二次枝晶的細(xì)化作用不明顯，而組織的均勻性隨著過(guò)熱溫度的升高而變好；熔體處理溫度的高低對(duì)合金凝固過(guò)程產(chǎn)生影響，熔體溫度處理時(shí)的非平衡弛豫過(guò)程和不可逆過(guò)程使熔體狀態(tài)變化出現(xiàn)滯后效應(yīng)，從而影響凝固界面形態(tài)的穩(wěn)定性。當(dāng)過(guò)熱度低時(shí)，界面穩(wěn)定性隨過(guò)熱溫度的增加而提高，當(dāng)過(guò)熱度超過(guò)臨界過(guò)熱度時(shí)，界面前沿成分過(guò)冷區(qū)增大，導(dǎo)致界面穩(wěn)定性隨溫度升高而降低；等溫處理時(shí)，隨著保溫時(shí)間由短到長(zhǎng)，減少了熔體中形核質(zhì)點(diǎn)的數(shù)目，使得凝固過(guò)程中形核過(guò)冷度增大，從而降低了界面的穩(wěn)定性，導(dǎo)致800℃溫度處理時(shí)α(Al)枝晶體積分?jǐn)?shù)增加。 共晶Al-12％Si合金在750-1100℃溫度范圍的熔體溫度處理實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：凝固組織隨過(guò)熱溫度的升高總體上呈現(xiàn)出細(xì)化、均勻的趨勢(shì)；在多數(shù)溫度處理下的組織中都發(fā)現(xiàn)了α(Al)枝晶與初晶Si共存的“暈圈”現(xiàn)象；經(jīng)1000℃熔體熱處理后的凝固組織中，α(Al)枝晶消失，組織中沒(méi)有暈圈出現(xiàn)；800℃熔體處理時(shí)，隨著保溫時(shí)間由短到長(zhǎng)，組織中的α(Al)枝晶經(jīng)歷了破碎到完整的過(guò)程。 過(guò)共晶Al-20％Si合金在750-1100℃溫度范圍的熔體溫度處理實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：隨著過(guò)熱溫度的提高，初晶硅顆粒的尺寸出現(xiàn)由小變大，然后又變小的規(guī)律；經(jīng)過(guò)1100℃熔體處理后，初晶硅的析出明顯受到抑制，尺寸大為減小，并有球化趨勢(shì)；800℃熔體處理時(shí)，隨著保溫時(shí)間的延長(zhǎng)，，初晶硅顆粒的尺寸由小變大，延長(zhǎng)保溫時(shí)間的作用等同于適當(dāng)提高過(guò)熱溫度的作用；凝固組織中觀察到了五瓣星狀初晶硅。 對(duì)不同成分的Al-Si合金所進(jìn)行的大量DSC實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該合金在液態(tài)區(qū)域存在額外的熱效應(yīng)，說(shuō)明合金在液態(tài)時(shí)發(fā)生結(jié)構(gòu)變化。在所有成分Al-Si合金中的升溫階段均發(fā)現(xiàn)存在額外熱效應(yīng)，分析認(rèn)為其主要是由于母體Al的熔體結(jié)構(gòu)的變化而引起的；在過(guò)共晶Al-20％Si合金熔體處理后的降溫過(guò)程中發(fā)現(xiàn)了熔體的結(jié)構(gòu)變化，分析認(rèn)為這主要是由熔體中的Si-Si原子團(tuán)簇的不斷產(chǎn)生和分解造成的。 重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文 研究表明，Al一Si合金熔體結(jié)構(gòu)在液相線以上可分為三個(gè)區(qū)域:高于上臨界溫 度的成分結(jié)構(gòu)均勻區(qū)，處于上、下臨界溫度之間的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變區(qū)，低于下臨界溫度 的成分和結(jié)構(gòu)不均勻區(qū)。合金的熔體結(jié)構(gòu)將對(duì)其凝固組織產(chǎn)生遺傳影響，熔體中 的原子集團(tuán)是合金的性質(zhì)由液態(tài)向固態(tài)傳遞的載體。 關(guān)鍵詞:熔體處理，Al一si合金，凝固組織，熔體結(jié)構(gòu)，原子團(tuán)簇
【關(guān)鍵詞】：熔體處理 Al-Si合金 凝固組織 熔體結(jié)構(gòu) 原子團(tuán)簇
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2004
【分類號(hào)】：TG27
【目錄】：

• 中文摘要4-6
• 英文摘要6-12
• 1 緒論12-28
• 1．1 熔體溫度處理的提出及發(fā)展12-15
• 1．2 熔體溫度處理的研究現(xiàn)狀15-18
• 1．2．1 Al-Si合金系的研究現(xiàn)狀15-16
• 1．2．2 其它合金系的研究現(xiàn)狀16-18
• 1．3 熔體溫度處理的主要方法18
• 1．3．1 過(guò)熱處理18
• 1．3．2 熱時(shí)處理18
• 1．3．3 熱速處理18
• 1．4 熔體溫度處理的理論依據(jù)18-21
• 1．5 熔體結(jié)構(gòu)對(duì)凝固組織的遺傳影響21-24
• 1．6 課題的目的及意義24-25
• 1．7 課題的主要研究?jī)?nèi)容25-28
• 2 實(shí)驗(yàn)方法及內(nèi)容28-30
• 2．1 實(shí)驗(yàn)材料28
• 2．2 實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目28
• 2．3 實(shí)驗(yàn)方法28-30
• 2．3．1 示差掃描量熱分析(DSC)28
• 2．3．2 常規(guī)熔煉條件下的熔體溫度處理28-29
• 2．3．3 金相顯微組織觀測(cè)29-30
• 3 亞共晶鋁硅合金的熔體溫度處理30-40
• 3．1 亞共晶鋁硅合金熔體溫度處理凝固組織30-32
• 3．1．1 亞共晶組織與熔體過(guò)熱溫度的關(guān)系30-31
• 3．1．2 亞共晶組織與熔體過(guò)熱時(shí)間的關(guān)系31-32
• 3．2 熔體過(guò)熱溫度對(duì)凝固過(guò)程的影響32-38
• 3．2．1 影響固／液界面的因素33-34
• 3．2．2 熔體過(guò)熱對(duì)界面穩(wěn)定性的影響34-38
• 3．3 熔體保溫時(shí)間凝固過(guò)程的影響38
• 3．4 小結(jié)38-40
• 4 共晶成分鋁硅合金的熔體溫度處理40-50
• 4．1 共晶鋁硅合金熔體溫度處理凝固組織40-42
• 4．1．1 凝固組織與熔體過(guò)熱溫度的關(guān)系40-41
• 4．1．2 共晶組織與熔體過(guò)熱時(shí)間的關(guān)系41-42
• 4．2 熔體溫度處理與共晶共生區(qū)的關(guān)系42-47
• 4．2．1 共晶組織的形態(tài)42-43
• 4．2．2 非平衡冷卻條件下Al-Si合金的共晶共生區(qū)(Couple—Zone)43-44
• 4．2．3 共晶Al-Si合金的凝固組織與熔體過(guò)熱度的關(guān)系44-47
• 4．3 小結(jié)47-50
• 5 過(guò)共晶鋁硅合金的熔體溫度處理50-64
• 5．1 過(guò)共晶鋁硅合金熔體溫度處理凝固組織50-52
• 5．1．1 過(guò)共晶組織與熔體過(guò)熱溫度的關(guān)系50
• 5．1．2 過(guò)共晶組織與熔體過(guò)熱時(shí)間的關(guān)系50-52
• 5．2 熔體溫度處理與過(guò)共晶組織的關(guān)系52-54
• 5．2．1 熔體過(guò)熱溫度對(duì)凝固組織的影響52-54
• 5．2．2 熔體過(guò)熱時(shí)間對(duì)凝固組織的影響54
• 5．3 硅的生長(zhǎng)方式及形貌54-62
• 5．3．1 硅的晶體結(jié)構(gòu)54-55
• 5．3．2 硅的生長(zhǎng)方式55-58
• 5．3．3 過(guò)共晶合金中初晶硅的形貌58-59
• 5．3．4 過(guò)共晶合金中共晶硅的形貌59-60
• 5．3．5 五瓣星狀初晶硅的形核機(jī)制分析60-62
• 5．4 小結(jié)62-64
• 6 Al-Si系合金的熔體結(jié)構(gòu)及其遺傳性研究64-84
• 6．1 示差掃描量熱(DSC)分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果64-76
• 6．2 DSC實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析76-83
• 6．2．1 升溫階段的額外熱效應(yīng)分析77
• 6．2．2 降溫階段的額外熱效應(yīng)分析77-78
• 6．2．3 金屬熔體結(jié)構(gòu)及性質(zhì)的研究78-79
• 6．2．4 合金凝固過(guò)程中的遺傳方式79-80
• 6．2．5 Al-Si合金熔體中的微觀不均勻區(qū)80-83
• 6．3 回顧與展望83
• 6．4 小結(jié)83-84
• 7 結(jié)論84-86
• 致謝86-88
• 參考文獻(xiàn)88-92
• 附錄 作者在攻讀碩士學(xué)位期間所發(fā)表的論文92-94

【引證文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前3條

1 吳東旭;閻峰云;王碩;邵敬濤;樊志斌;;階段平衡降溫法提取硅的研究[J];有色金屬(冶煉部分);2013年04期

2 王連登;朱定一;王尤生;宋偉;陳永祿;魏U喠

本文編號(hào)：399704