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随着航空航天领域的快速发展,人们对铝合金材料的强度、塑性、耐磨性、耐蚀性等要求进一步提高。开发特殊的凝固技术成为铝合金材料研究领域的热点之一。关于超重力场凝固对铝合金的影响已有少量研究,但关于超重力场的作用机制目前无明确定论,对不同体系铝合金影响规律也不尽相同。本文选择了铝钇、铝硅和ZL205A三种铝合金为研究对象,研究超重力场凝固对宏观偏析、显微组织和硬度的影响。随着重力场的增加,Al98Y2合金凝固铸锭中发生明显的心部宏观偏析,铸锭中分散缩孔变为集中缩孔。重力场由1g变为1200g时,先共晶相(α-Al)出现明显的晶粒细化,平均晶粒尺寸由35μm减小到19μm。重力场由1g变为2600g时,共晶组织由不规则形态变为规则共晶胞,且共晶组织比例逐步增加。随着重力场的增加,铝硅合金凝固铸锭中发生明显的心部宏观偏析,铸锭中分散缩孔变为集中缩孔。共晶硅的形状与尺寸发生了明显的变化,普通重力场下,共晶硅的形状为针状,其直径约为1.8μm。当重力场大于600g时,共晶硅的形状由针状变为颗粒状,尺寸减小。重力场为1800g时,颗粒状共晶硅的平均直径仅为0.64μm。随着重力场的增加,合金的HV硬度值增加,重力场由1g变为4000g时,硬度值由58变为72。随着重力场的增加,ZL205A合金凝固铸锭中没有明显的宏观偏析。普通重力场凝固的合金晶粒形态不规则,平均晶粒直径约为85μm,随着重力场的增加,晶粒逐渐变为细小的等轴晶,当重力场为4000g时,平均晶粒直径为35μm。析出相由粗大块状逐渐变为细小的短棒状;合金的HV硬度值逐渐提高,重力场由1g变为3000g时,硬度值由64.3变为83.4。