【摘 要】
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Al-P合金是过共晶Al-Si合金最理想的变质剂,但Al-P合金的制备一直存在难点。目前已有的Al-P变质剂仍存在引入其它金属元素、变质污染严重以及变质效果不佳等问题,从而导致Al-P合金的变质优点难以体现,其主要原因是磷的引入形式与制备技术存在不足。为此,本文将磷化铝片剂与纯铝在1973 K下进行熔炼,以此制得Al-P合金熔体,待冷却后制得凝固组织为αAl+Al P相的Al-P合金。用X射线衍射
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Al-P合金是过共晶Al-Si合金最理想的变质剂,但Al-P合金的制备一直存在难点。目前已有的Al-P变质剂仍存在引入其它金属元素、变质污染严重以及变质效果不佳等问题,从而导致Al-P合金的变质优点难以体现,其主要原因是磷的引入形式与制备技术存在不足。为此,本文将磷化铝片剂与纯铝在1973 K下进行熔炼,以此制得Al-P合金熔体,待冷却后制得凝固组织为αAl+Al P相的Al-P合金。用X射线衍射分析仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电镜（TEM）对Al-P合金凝固组织进行了表征。发现在较快速凝固条件下Al-P合金凝固组织中易形成纳米尺寸的Al P颗粒和过饱和αAl相;得出了保温时间与Al-P合金中P含量的对应关系;分析了磷化铝片剂在高温铝液中的溶解过程及Al-P合金中Al P的形成机理。利用所制备的Al-P合金对不同硅含量的Al-Si合金进行了变质处理,发现Al-P合金对过共晶Al-Si合金具有较强的变质能力。其中Al-18%Si合金经Al-P合金变质处理后,其凝固组织中初生硅的平均尺寸从70.6μm细化至17.1μm,变质工艺简单“绿色”,无反应渣。当Al-P合金加入量为5%,冷却速度为16.3 K/s时,变质后的Al-18%Si合金凝固组织中的初生硅被明显细化,而且共晶硅的形貌由针状转变成短棒状或颗粒状。在使用Al-P合金变质处理Al-Si合金过程中,作为初生硅形核核心的Al P有两个来源:一是Al-P合金熔化后合金中的Al P被释放到Al-Si熔体中,凝固时直接作为初生硅的形核核心。二是Al-P合金中固溶的P原子在合金熔化后也被释放到Al-Si合金熔体中,并与熔体中的Al原子原位形成新的超细Al P,当过冷度较大时可成为初生硅的形核核心。
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