Sr-Y对A356合金二次枝晶以及时效过程的影响

论文摘要

本文研究了Sr-Y中间合金向A356合金添加后对合金显微二次枝晶和时效过程的影响。利用金相显微镜测量二次枝晶间距,扫描电镜观察时效析出相Mg2Si,同时利用XRD分析相组成,DSC曲线分析析出相的析出动力学过程,使用导电仪进行了电导率的测定。研究实验表明:DSC曲线可知,Sr-Y复合变质比Sr变质共晶温度降低了2.7℃,Sr-Y的加入促进了枝晶柱状化生长并导致二次枝晶数量大幅度提高,Sr-Y使二次枝晶更加细化。Sr-Y的存在降低了枝晶固液界面能,导致枝晶尖端的生长过冷度降低抑制液相中柱状晶的形核,因此Sr-Y的加入促进了柱状枝晶的形成,固液界面能的降低也使得柱状枝晶的二次枝臂间距减小。T6处理后Sr-Y复合变质的A356合金中硅的形貌更圆整均匀。DSC曲线可知: Sr-Y变质后的A356合金GP、β″、β′、β区的形成在时间上要早于Sr变质的。试样通过电解抛光,采用SEM观察可知最终析出相Mg2Si的析出量增多并且细小分散。达到时效峰的时间也相应提前,时效峰值更高（80HBW）。电导率值在一定程度反映了固溶过程中硅相形态变化,随着固溶时间的延长,硅相发生熔断、粒化和长大,同时合金电导率先增加后降低;Sr-Y变质的A356合金最佳固溶时间为6h,此时电导率达到最大值为22.05×106S/m;在时效过程中,Sr变质和Sr-Y复合变质的A356合金的电导率随时间延长而增加,Sr-Y复合变质的A356合金的导电性更好。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 前言
• 1.2 稀土在铝合金中的应用
• 1.2.1 稀土在铝合金中的变质行为
• 1.2.2 稀土在铝合金中的细化行为
• 1.2.3 稀土在高导电铝合金方面的应用
• 1.3 关于铝合金变质与细化的研究
• 1.4 关于铝合金细化和变质效果的评估
• 1.5 铝镁硅合金时效理论
• 1.5.1 铝合金的固溶和时效的基本概念
• 1.5.2 铝合金的时效强化机理
• 1.5.3 关于A356 铝合金的时效硬化的研究
• 1.6 立题依据与主要内容
• 1.6.1 立题依据
• 1.6.2 主要内容
• 第二章 试验材料及方法
• 2.1 试验材料选取
• 2.1.1 试验用母材
• 2.1.2 试验用变质材料
• 2.2 中间合金的制备与注意事项
• 2.2.1 中间合金的制备
• 2.2.2 注意事项
• 2.2.3 覆盖剂的组成
• 2.2.4 精炼
• 2.2.5 扒渣
• 2.2.6 浇注温度
• 2.3 熔体处理实验
• 2.4 热处理工艺制定
• 2.5 试验材料组织观察与性能检测
• 2.5.1 组织观察
• 2.5.2 XRD 分析
• 2.5.3 力学性能测试
• 2.5.4 差示扫描量热DSC 分析
• 2.5.5 电导率测试
• 第三章 Sr-Y 对A356 合金显微的影响及机理分析
• 3.1 Al-10Sr 对A356 二次枝晶细化的影响
• 3.2 Al-10Y 变质对A356 显微组织效果的影响
• 3.3 Sr-Y 变质对A356 二次枝晶细化的影响
• 3.4 不同变质剂对A356 合金DSC 曲线的影响
• 3.4.1 差示扫描量热法（DSC）工作原理
• 3.4.2 DSC 结果分析
• 3.5 Sr,Y 细化枝晶的理论讨论
• 3.6 Sr-Y 变质对A356 合金中硅的形貌分析
• 3.7 Sr-Y 变质对A356 合金的断口形貌分析
• 3.8 小结
• 第四章 Sr-Y 对A356 合金时效过程影响
• 4.1 铝合金的时效析出动力学
• 4.1.1 析出的热力学驱动力
• 4.1.2 时效析出相的形核与长大
• 4.2 A356 合金元时效析出过程的分析
• 4.3 Sr-Y 变质对A356 合金时效过程DSC 影响
• 4.4 Sr-Y 变质对A356 合金时效析出过程影响
• 4.5 Sr- Y 变质对A356 合金硬度影响
• 4.6 Sr- Y 变质对A356 合金电导率的影响
• 4.6.1 Sr-Y 变质对A356 合金固溶过程中电导率的影响
• 4.6.2 Sr-Y 变质对A356 合金时效过程中电导率的影响
• 4.7 本章小结
• 第五章 结论
• 参考文献
• 致谢