【摘 要】
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本文采用Sb作为变质剂,首先研究了它对Al-7Si合金的变质效果,结果表明在合金熔体中加入0.4%的Sb能够实现共晶Si的完全变质,共晶Si的平均面积和长宽比显著减小,合金在铸态和热
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本文采用Sb作为变质剂,首先研究了它对Al-7Si合金的变质效果,结果表明在合金熔体中加入0.4%的Sb能够实现共晶Si的完全变质,共晶Si的平均面积和长宽比显著减小,合金在铸态和热处理状态下的力学性能得到了大幅度的提升,表明Sb可以作为Al-Si合金有效的变质剂。基于Sb变质基础上,研究了Sb与Al-5Ti-1B/Al-3B中间合金细化剂在Al-7Si合金熔体中的复合作用,并与变质剂、细化剂单独作用下的变质和晶粒细化效果进行了比较。结果表明Al-5Ti-1B和Sb复合作用时会产生“毒化作用”,使得合金的晶粒细化和共晶变质效果被抑制;Al-3B与Sb在熔体中复合作用时则不会产生“毒化反应”,能够实现良好的晶粒细化和共晶变质效果。同时Al-3B中间合金的晶粒细化效果优于Al-5Ti-1B中间合金的晶粒细效果,因而Al-3B中间合金和Sb能够实现良好的细化变质一体化处理效果。通过熔剂覆盖反应法制备了Al-10Sb-1B中间合金细化变质剂,反应制备的中间合金组织洁净,组织中含有大量的AlSb以及AlB2颗粒,它们是作为变质剂和形核质点的有效粒子。Al-10Sb-1B中间合金作用下Al-7Si合金具有优良的晶粒细化和共晶变质一体化处理效果,结果表明在Al-7Si合金加入适量的Al-10Sb-1B中间合金能够使?-Al的晶粒大小减小到200μm以下,同时共晶Si由粗大的板片状变为细小的纤维状。对Al-10Sb-1B处理后的A356合计的力学性能进行了研究,结果表明中间合金处理后A356合金的铸态抗拉强度可以达到194MPa,延伸率可以达到12.1%。对Al-10Sb-1B中间合金的晶粒细化和共晶变质机理进行了单独分析,结果表明AlB2与Al基体具有良好的共格关系,能够作为?-Al的有效形核基底,因而能够实现良好的晶粒细化效果;Sb在Al-Si合金熔体中生成了类似Al2Si2Sr的AlSiSb相,它能够干扰和抑制AlP等异质形核质点的共晶形核作用,因而能实现良好的共晶变质作用。
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