.402 北京科技大学学报 第30卷 处理时间后A一22%Sⅰ合金组织基体的显微硬度的 (a) 变化（随机测量三次）·可以看到，显微硬度值随脉 冲电压、脉冲处理时间等参数的变化不大，而随着脉 冲频率的增加其硬度值有相应上升的趋势，说明熔 体结构对于外加电场频率变化的响应比较敏感，表 50 jm 明合金熔体对外来能量的响应、结构变异是有选择 图2A一22%Si合金凝固组织.(a)未处理的原始试样：(b)电 性的，基体显微硬度变化符合上述热力学分析，其 脉冲处理的试样 原因是在于电脉冲作用下熔体母相随外场能量的升 Fig-2 Micrographs of Al-22%Si alloy:(a)without EPM:(b) 高导致$原子团簇在熔体里溶解度的升高，从而 with EPM A一22%Si合金熔体成分均匀程度相应提高，进而 2.2电脉冲处理对A1一22%Si合金凝固组织基体 提高了熔体的过冷能力，凝固后过饱和的$ⅰ相粒子 显微硬度的影响 则起到了强化合金基体的作用 图3(a一c)分别为改变电脉冲的电压、频率及 80(a 90F(b) (e) OAH' 60 30 20 200400 600 800 10 20 10203040 60 电压V 顿率Hz 时间min 图3不同脉冲电场参数下A一22%Si合金凝固组织基体的显微硬度.(a)电压；(b)频率；(c)时间 Fig-3 Effects of electric pulse parameters on the micro hardness of Al-22%Si alloy:(a)voltage:(b)frequency:(c)treating time 2.3电脉冲处理对A1一22%Si合金DSC曲线初生 冲处理后合金过冷度的变化一致 相凝固点的影响 从结构涨落的微观统计分布角度来看，过热熔 图4为电脉冲作用下A一22%Si合金初生相的 体中呈“胶体”状态分布的Si团簇成为铝硅合金熔 DSC曲线凝固点的变化.可以看到电脉冲处理后的 体中岛状模型的典型代表结构，电脉冲的反复激励 试样经过重熔后，其凝固相变出现了滞后现象，即凝 振荡使大尺度$i团簇发生“收缩”，变化了的Si团簇 固点温度有所下降，这是由于熔体中S团簇尺寸 成为体现液相一固相遗传性的载体，从理论上初步 改变而导致曲率变化并最终影响凝固过程，与电脉 解释了电脉冲对高硅铝合金熔体的变质作用，S团 簇在电脉冲作用下动力学过程还需进一步研究， 0.22 0.20 ·一电脉冲处理 3结论 ·未加电脉冲 0.18 (1)电脉冲促进了呈“胶体状态存在的Si粒 0.16 子在A1一22%Si合金熔体中的分解，提高了熔体的 0.14 均匀程度，部分消除了来自S原料的遗传性 (2)电脉冲孕育处理提高了A1一22%Si合金熔 0.12 体的过冷能力，增加了Si粒子在基体组织中的过饱 0.10 和度，提高了基体的显微硬度 640 660 680700720740 760 温度/℃ (3)A一22%Si合金基体显微硬度值的变化显 示熔体对于电脉冲频率的响应比较敏感 图4电脉冲处理对A一22%Sⅰ合金初生相凝固点的影响 Fig.4 Effect of EPM on the solidifying point of primary phase in the Al-22%Si alloy (下转第440页)图2 Al－22％Si 合金凝固组织．（a） 未处理的原始试样；（b） 电 脉冲处理的试样 Fig．2 Micrographs of Al－22％Si alloy：（a） without EPM；（b） with EPM 2∙2 电脉冲处理对 Al－22％Si 合金凝固组织基体 显微硬度的影响 图3（a－c）分别为改变电脉冲的电压、频率及 处理时间后 Al－22％Si 合金组织基体的显微硬度的 变化（随机测量三次）．可以看到‚显微硬度值随脉 冲电压、脉冲处理时间等参数的变化不大‚而随着脉 冲频率的增加其硬度值有相应上升的趋势．说明熔 体结构对于外加电场频率变化的响应比较敏感‚表 明合金熔体对外来能量的响应、结构变异是有选择 性的．基体显微硬度变化符合上述热力学分析‚其 原因是在于电脉冲作用下熔体母相随外场能量的升 高导致 Si 原子团簇在熔体里溶解度的升高‚从而 Al－22％Si 合金熔体成分均匀程度相应提高‚进而 提高了熔体的过冷能力‚凝固后过饱和的 Si 相粒子 则起到了强化合金基体的作用． 图3 不同脉冲电场参数下 Al－22％Si 合金凝固组织基体的显微硬度．（a）电压；（b）频率；（c）时间 Fig．3 Effects of electric pulse parameters on the micro hardness of Al－22％Si alloy：（a） voltage；（b） frequency；（c） treating time 2∙3 电脉冲处理对 Al－22％Si 合金 DSC 曲线初生 相凝固点的影响 图4 电脉冲处理对 Al－22％Si 合金初生相凝固点的影响 Fig．4 Effect of EPM on the solidifying point of primary phase in the Al－22％Si alloy 图4为电脉冲作用下 Al－22％Si 合金初生相的 DSC 曲线凝固点的变化．可以看到电脉冲处理后的 试样经过重熔后‚其凝固相变出现了滞后现象‚即凝 固点温度有所下降．这是由于熔体中 Si 团簇尺寸 改变而导致曲率变化并最终影响凝固过程‚与电脉 冲处理后合金过冷度的变化一致． 从结构涨落的微观统计分布角度来看‚过热熔 体中呈“胶体”状态分布的 Si 团簇成为铝硅合金熔 体中岛状模型的典型代表结构‚电脉冲的反复激励 振荡使大尺度 Si 团簇发生“收缩”‚变化了的 Si 团簇 成为体现液相－固相遗传性的载体‚从理论上初步 解释了电脉冲对高硅铝合金熔体的变质作用‚Si 团 簇在电脉冲作用下动力学过程还需进一步研究． 3 结论 （1） 电脉冲促进了呈“胶体”状态存在的 Si 粒 子在 Al－22％Si 合金熔体中的分解‚提高了熔体的 均匀程度‚部分消除了来自 Si 原料的遗传性． （2） 电脉冲孕育处理提高了 Al－22％Si 合金熔 体的过冷能力‚增加了 Si 粒子在基体组织中的过饱 和度‚提高了基体的显微硬度． （3） Al－22％Si 合金基体显微硬度值的变化显 示熔体对于电脉冲频率的响应比较敏感． （下转第440页） ·402· 北 京 科 技 大 学 学 报 第30卷