电磁悬浮熔炼对铸造铝硅合金显微组织和性能的影响

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1、江苏大学硕士学位论文摘要电磁悬浮熔炼是依靠电磁力悬浮、加热合金的同时又搅拌熔液的一种快速熔炼方法。由于熔体不与器壁接触，克服了来自坩埚内壁的污染和异质形核，被广泛应用于活泼金属、高熔点材料和其它特种材料的熔炼与成形。本论文选取～Si20、ZLl02和ZLl01A三种铝硅合金为原料，通过调节功率使其在三个不同温度下进行电磁悬浮熔炼。对熔炼出的铸态试样直接进行显微组织观察，电子拉伸试验和硬度、密度测试，并与常规熔炼的合金进行对比分析，研究电磁悬浮熔炼对不同成分铝硅合金显微组织和性能的影响规律。实验结果表明，电磁悬浮熔炼可以明显细化合金的内部组织，减少合金中气孔、缩

2、孔、夹杂物等铸造缺陷。在电磁力悬浮和搅拌作用下，针片状共晶硅被折断、细化成短棒状，组织间距减小，尖锐棱角被钝化，均匀分散在基体中。同时ZLl01A幂HZLl02合金中，枝晶状初生Q．AI逐渐细化成蔷薇状、椭球状和球状，等轴晶数量增多。q生AlSi20合金中初生Si由粗大板块状转变为细小碎片状，但在合金表面产生了初生Si偏析层，中心部位出现少量非平衡凝固的细小初生0【相。电磁悬浮熔炼使合金的致密度和硬度都有大幅提高，A1Si20和ZLl01A合金的塑性变形能力明显增强，与常规熔炼试样相比，抗拉强度提高了50％以上，延伸率提高到原来的2。3倍。但硅含量过高会对合金

3、塑性和韧性产生不利影响。研究还发现，熔炼出的合金顶面组织比底面和纵面更致密，晶粒T江苏大学硕士学位论文细化程度更大。在三个不同熔炼温度条件下，随着输出电流增大，晶粒开始不断细化，超过一定电流值后，细化停止，晶粒尺寸反而增大。本试验中当输出电流为70A时，合金组织细化和性能提高的效果最好。关键词：电磁悬浮熔炼，铸造铝硅合金，显微组织，力学性能Ⅱ江苏大学硕士学位论文ABSTRACTElectromagneticlevitationmeltingisanewhigh-efficiencytechnologyoflevitating，simultaneouslyhea

4、tingandmeltingmaterialsandstirringthemeltbyelectromagneticforceandelectromagneticinduction．Becausethealloymeltdosenotcontactwiththecrucible，thecontaminationandheterogeneousnucleationfromthewallofcrucibleareavoided．Thus，thetechnologyhasbeenwidelyappliedtomeltingandformingofreactiveme

5、tals，materialswithhighmeltingpointsandotherspecial—purposematerials．Inthispaper，A1Si20，ZLl02andZLl01A，thesethreeAI-Sialloysweremeltedatthreedifferenttemperaturesadjustedthroughchangingsuppliedpowerbyelectromagneticlevitationmethod，themicrostmcturesofthesampleswereobservedandthetensi

6、lepropertytests，densityandhardnesstestswereperformed．Comparedtheexperimentalresultswiththatofthealloymeltedbytraditionalmethods，theeffectsoftheelectromagneticlevitationmeltingonthemicrostructureandmechanicalpropertieswerestudied．TheresultsshowthatthemicrostructureoftheA1一Sialloysmel

7、tedbytheelectromagneticlevitationmethodisnotablyrefinedandthecastdefectssuchaspinhole，shrinkageandimpuritiesarereduced．Undertheconditionsofelectromagneticallylevitatingandstirring，themorphologyoftheneedle—shapedeutecticSicrystalsismodifiedintoshortbarswithin江苏大学硕士学位论文bluntedtips，and

8、well-distributedina