高能超聲波對過共晶Al-Si合金組織影響的研究.pdf

1、過共晶Al-Si合金因其具有良好的鑄造性能、低熱膨脹性、高耐磨性等諸多優(yōu)點，廣泛應(yīng)用于航空航天、電子信息、交通運輸?shù)阮I(lǐng)域。但是，通常凝固條件下，過共晶Al-Si合金的組織中存在粗大的初晶硅相，顯著降低其加工性能和力學(xué)性能，因此，需要采取各種措施來細化初晶硅組織、提高性能。高能超聲波處理是一種新型的熔體處理技術(shù)，能夠顯著改善合金的凝固組織，減小晶粒尺寸，提高合金中化學(xué)成分的均勻性，同時，還可以清除熔體中的氣體和雜質(zhì)。本文主要研究高能超聲波

2、處理對Al-20%Si合金凝固的影響規(guī)律。
　　(1)采用高能超聲波對Al-20%Si合金熔體進行處理，研究高能超聲波在不同工藝參數(shù)條件下對Al-20%Si合金微觀組織的影響?？刂迫垠w初始溫度為680℃和超聲波處理時間為100s，采用不同輸出功率(400～1000W)和占空比(0.5～1.0)的超聲波對Al-20%Si合金熔體進行處理。實驗結(jié)果表明：隨著超聲波輸出功率的增加，合金凝固組織中的初晶硅由粗大的板片狀逐漸變?yōu)榧毿A整的顆

3、粒狀，共晶硅形貌也得到很大改善；隨著超聲波占空比降低，其對合金微觀組織的細化效果逐漸減弱，連續(xù)超聲波處理可比脈沖超聲波處理獲得更好的組織細化效果。
　　(2)在熔體中的不同位置導(dǎo)入超聲波進行處理，研究超聲波導(dǎo)入位置對Al-20%Si合金微觀組織的影響。實驗結(jié)果表明：在熔體中心液面以下10 mm左右深度導(dǎo)入超聲波時，對合金凝固組織的細化效果最好，初晶硅分布最均勻。隨著超聲波導(dǎo)入桿浸入熔體深度的增加，對合金組織的細化效果逐漸變差，鑄錠

4、宏觀組織中晶粒細化區(qū)域逐漸縮??；當超聲波導(dǎo)入位置遠離熔體中心位置時，對合金組織中初晶硅的細化作用減弱，鑄錠宏觀凝固組織中的晶粒細化區(qū)域減小。
　　(3)在Al-20%Si熔體中以不同的方式移動超聲波導(dǎo)入桿，研究超聲波的導(dǎo)入方式對合金凝固組織的影響。實驗結(jié)果表明：沿坩堝的徑向往復(fù)方式導(dǎo)入超聲波對合金熔體處理時，只有靠近超聲波導(dǎo)入桿移動區(qū)域附近的合金組織中初晶硅得到細化，宏觀凝固組織的均勻性較差，不同區(qū)域組織的晶粒尺寸相差較大；而采用