论文部分内容阅读
本文以Al-7％Si、Al-12％Si和Al-20％Si合金为研究对象，在不同的熔体温度处理工艺下，得到其凝固组织和相应的差示扫描量热(DSC)分析曲线。结合三种成分铝硅合金DSC曲线和相对应的凝固组织，讨论了熔体温度处理工艺对过冷度和凝固组织的影响，研究结果有较重要的理论和实际意义。 通过定量金相分析得出，亚共晶Al-7％Si合金在750～1100℃进行熔体过热温度处理，随着过热温度升高其(?)(Al)枝晶得到一定程度的细化，而且细化的程度遵循指数函数的关系，利用回归分析得到熔体过热处理理论上能够细化亚共晶Al-7％Si合金的最小枝晶尺寸大约为20μm。 研究了过热度对过冷度的影响，结果表明，过热是通过影响过冷度从而达到影响凝固组织大小的。在保温时间和降温速率不变的情况下，共晶Al-12％Si合金经过750℃～1100℃温度范围的熔体过热处理后，凝固组织随过热温度的升高总体上呈现出细化、均匀的趋势，其过冷度随过热温度的升高也升高；随着过热温度的升高过共晶Al-20％Si合金凝固组织晶粒先增大后减小，其过冷度也是相应的经历了一个先减小后增大的过程。 在保温时间和过热温度不变的情况下，亚共晶Al-7％Si、共晶Al-12％Si合金和过共晶Al-20％Si合金随着降温速率的增大其DSC曲线上凝固转变点降低，也即是随着降温速率的增大其过冷度升高，而且过冷度随冷却速率增大而变化的趋势逐渐减小。 在过热温度为800℃的情况下，随着保温时间由0min提高到105min，三种成分铝硅合金凝固时的过冷度基本保持不变，这说明在800℃保温时延长保温时间对铝硅合金凝固过冷度影响不大，但随着保温时间的延长熔体结构将变得更加均匀；而过共晶Al-20％Si合金在900℃保温时，随着保温时间的延长其过冷度要增大，这表明在一个合适的保温温度保温，适当延长其保温时间，将得到更高温度过热对凝固组织一样的细化效果。 结构转变的理论研究分析表明，高温熔体粘度的突变是由于原子团簇内原子排列的有序度和方式发生突变导致熔体原子间的结合能突然增大导致的；在对不同成分Al-Si合金升温过程的DSC实验分析中发现，Al-Si合金在780-865℃之间存在有较明显的热效应，这确实与Al熔体分子动力学模拟及粘度研究得出的温度范围780-930℃左右相符合，说明Al-Si合金升温过程中的结构转变是由于母体Al的熔体结构的变化而引起的，与含Si量没有关系。