al3ti0.2c5sr鋁合金細(xì)化劑的電磁攪拌及細(xì)化性能研究

1、A t h e s i ss u b m i t t e d t oZ h e n g z h o u U n i v e r s i t yf o rt h ed e g r e e o f M a s t e rR e s e a r c ho n E l e c t r o m a g n e t i cS t i r r i n ga n dG r a i n R e f i n i n gP e r f o r m a n c

2、 e o f A l 。3 T i ．O 。2 C ．5 S r G r a i nR e f i n e rB y Q i y a nS u nS u p e r v i s o r ：P r o f ．H o n g l i a n gZ h a oM a t e r i a l s P r o c e s s i n g E n g i n e e r i n gS c h o o lo f M a t e r i a l sS

3、c i e n c ea n d E n g i n e e r i n gM a y 2 0 1 4摘要摘要隨著航空航天事業(yè)和汽車(chē)工業(yè)的飛速發(fā)展，對(duì)鋁硅系合金各項(xiàng)性能的要求越來(lái)越高。目前，在鋁硅系合金中添加晶粒細(xì)化劑和共晶硅變質(zhì)劑是提高其性能最直接和最有效的方法。鄭州大學(xué)自主研發(fā)的A 1 ．3 T i ．0 ．2 C ．5 S r 中間合金做為一種雙效細(xì)化變質(zhì)劑將細(xì)化和變質(zhì)結(jié)合為一體，不僅有效提高了鋁硅合金的各項(xiàng)性能，而且大大簡(jiǎn)化了熔

4、煉工藝。但是在靜態(tài)條件下制備的A 1 —3 T i ．0 ．2 C ．5 S r細(xì)化變質(zhì)劑的顯微組織中T i A l 3 相、趾一T i ．s r 相、汕s r 相的尺寸較大，T i C 顆粒容易聚集，因此降低了其細(xì)化性能，且容易出現(xiàn)細(xì)化衰退現(xiàn)象。而外加磁場(chǎng)能夠改善合金中各相形態(tài)及分布，因此本文通過(guò)電磁攪拌的方法來(lái)改善A I - 3 T i ．0 ．2 C ．5 S r 細(xì)化變質(zhì)劑中各相的形態(tài)分布，以提高其細(xì)化效果。本文主要研究了靜態(tài)條

5、件下澆鑄溫度、冷卻速度和保溫時(shí)間對(duì)A 1 ．3 T i ．0 ．2 C ．5 S r 細(xì)化變質(zhì)劑各相形態(tài)分布的影響，并對(duì)其凝固相變過(guò)程進(jìn)行了分析，為電磁攪拌參數(shù)的選擇和優(yōu)化提供參考依據(jù)；將靜態(tài)條件下得到的A 1 ．3 T i 一0 ．2 C ．5 S r 熔體放入電磁攪拌器中進(jìn)行電磁攪拌，研究了攪拌工藝參數(shù)對(duì)A 1 ．3 T i ．0 ．2 C ．5 S r 細(xì)化變質(zhì)劑中相形態(tài)、分布的影響；將電磁攪拌后址3 T i ．0 ．2 C 一5

6、 S r 添加到A 1 ．7 S i 中間合金中進(jìn)行細(xì)化試驗(yàn)，研究了其細(xì)化行為，并與未攪拌A 1 ．3 T i ．0 ．2 C ．5 S r 的細(xì)化性能進(jìn)行了對(duì)比分析。結(jié)果表明，靜態(tài)條件下澆鑄溫度對(duì)A 1 ．3 T i ．0 ．2 C ．5 S r 細(xì)化變質(zhì)劑中T i A l 3 相的形貌影響較大，隨著澆鑄溫度的降低，T i A l 3 相由長(zhǎng)條狀逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)閴K狀；冷卻速度對(duì)包覆狀砧．T i ．S r 相和1 認(rèn)1 3 相的影響較大，對(duì)塊

7、狀燦．T i ．S r 相的影響較?。浑S著冷卻速度的降低，T i 燦3 相逐漸減小，包覆狀A(yù) 1 ．T i ．s r 相增厚；保溫時(shí)間對(duì)塊狀A(yù) 1 ．T i ．S r 相和T i A l 3 相影響較大，隨著保溫時(shí)間的延長(zhǎng)，T i A l 3 相逐漸消失，小塊狀A(yù) 1 ．T i ．S r 相長(zhǎng)大為大塊狀。A 1 ．3 T i ．0 ．2 C ．S r 中間合金中各相的析出順序?yàn)門(mén) i A l 3 相、A 1 ．T i ．s r 相、A

8、1 4 s r 相，液固區(qū)間為6 5 0 ℃“ - 一，8 0 0 ℃；T i A l 3 相開(kāi)始析出的溫度是8 0 0 ℃，A 1 4 S r 相開(kāi)始析出的溫度是7 4 0 ℃；塊狀和包覆狀A(yù) l —T i ．S r相均是由T i A l 3 相通過(guò)包晶反應(yīng)生成的。電磁攪拌各參數(shù)選擇為：攪拌頻率為3 H z 、5 H z 、7H z 、9 H z ；攪拌時(shí)間為2 m i n 、5m i n 、1 0 m i n 、1 5m i n ；