Al-13％Si-0.4％Mg合金共晶反应机制的研究

• 作 者: 董光明
• 机 构: 东南大学
• 出 处: 东南大学
• 发表日期: 2009年期
• 关键词: 铝硅合金 共晶反应机制 变质机理

为了研究铝硅合金的共品反应机制，对Al-13％Si-0.4％Mg合金及其在不同添加元素条件下的凝固过程进行试验，通过液淬方法、组织观察、EBSD技术、热分析及计算，发现：
半径合适的杂质原子在面心立方晶体内会诱发共生的成对孪品，共生的成对孪品使得硅晶体以各向同性的方式生长，共晶硅长成纤维状，生长方向由<112>晶向转变为<110>晶向及<100>晶向，初生硅转变为球团状。
在基本合金的共晶凝固过程中，共晶α相以胞状形式在共品硅片上生长，不需要重复形核，在三维空间中共晶α相是连续的。共晶形核可以在型壁、初生硅及枝晶上进行，此外折断的共晶分枝也会造成共品团的增殖。
Sr变质后，共晶形核仅在型壁及共晶固液界面前沿的合金液内的成分过冷区进行。共晶团中多晶结构的α相与周围的α枝晶的晶向不一致，但不能由此认为共晶团的形核与相邻的α枝晶无关。
B不改变合金的共晶凝固及共晶形核方式，B促进共晶硅进行小角度分枝，细化共晶Si，B在一定程度上提高共晶形核能力，对共晶形核及生长温度的影响较小。
Sr、B联合加入后，合金的共晶凝固以体积凝固的方式进行，B在一定程度提高Sr变质铝硅合金的共晶形核能力，在很低的含量时就会毒化Sr对共晶Si的变质作用。
Sb强烈促进共晶硅进行小角度分枝，改变共晶α相的生长方式。含Sb化合物不是硅晶体的有效形核基底，Sb与AIP间没有明显的作用倾向，Sb对硅晶体的形核没有明显的影响。