【摘 要】
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合金流动性的好坏会影响合金充填铸件的能力,并且决定了合金是否能够铸造复杂铸件。其流动性与组织密切相关,而合金的凝固过程对其组织产生重大影响,合金的组织又决定了它的力学性能。本文以A356铝合金为研究对象,将课题组自主研制的电磁能晶粒细化装置应用于A356铝合金的凝固过程,在液相线温度以上对合金熔体施加电磁能,通过设定不同的电磁参数,进一步研究电磁能对A356铝合金流动性和组织性能的影响。使用光学显
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合金流动性的好坏会影响合金充填铸件的能力,并且决定了合金是否能够铸造复杂铸件。其流动性与组织密切相关,而合金的凝固过程对其组织产生重大影响,合金的组织又决定了它的力学性能。本文以A356铝合金为研究对象,将课题组自主研制的电磁能晶粒细化装置应用于A356铝合金的凝固过程,在液相线温度以上对合金熔体施加电磁能,通过设定不同的电磁参数,进一步研究电磁能对A356铝合金流动性和组织性能的影响。使用光学显微镜和扫描电镜对A356铝合金的显微组织进行观测,使用XRD分析A356铝合金的晶格常数和晶体取向的改变,使用万能试验机和维氏硬度计检测A356铝合金力学性能的变化。实验结果表明,在电磁能作用下,A356铝合金的流动性发生改变,合金的流动性与电磁能的（94）/(9与(9/(9有关。当（94）/(9与(9/(9升高时,合金的流动性提高,当（94）/(9与(9/(9降低时,合金的流动性降低。而（94）/(9与(9/(9又与电磁参数相关,随着频率的增加,（94）/(9与(9/(9明显升高,但随着占空比的增加,其明显降低。所以A356铝合金的流动性随频率的增加而提高,随占空比的增加而降低。同时A356铝合金的流动性还与电磁参数峰值电流相关,随峰值电流的增加而提高。此外电磁能作为外部能量注入到合金熔体中,通过影响原子和原子团簇,使临界形核半径变小,从而使形核能垒降低,增加形核率,进而使A356铝合金的初生相α-Al、共晶硅组织和Fe相的形貌和尺寸发生明显变化。频率为50 Hz、占空比为0.2及峰值电流为100 A时,流道部位初生相α-Al的平均晶粒尺寸减小到27.150μm,浇道部位初生相α-Al的平均晶粒尺寸减小到43.514μm。共晶硅的形态更加趋于圆形化,其当量直径减小到1.220μm。Fe相也变的更加细小,尺寸减小了39.38%。电磁能通过细化合金的组织使其抗拉强度提高、伸长率提升、硬度增强。通过实验和理论分析,认为在凝固过程中施加电磁参数为频率50 Hz、占空比0.2及峰值电流100 A的电磁能有助于提高A356铝合金的流动性,并且在此参数的电磁能作用下,A356铝合金的组织也能够得到细化,同时在此参数下合金的力学性能最佳。
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