D0I:10.13374/i.issm1001-053x.2001.01.037 第23卷第1期 北京科技大学学报 Vol.23 No.1 2001年2月 Journal of University of Science and Technology Beijing Feb.2001 浇注温度对AISiMg合金显微组织的影响 毛卫民杨继莲赵爱民崔成林钟雪友 北京科技大学材料科学与工程学院铸造研究院，北京100083 摘要研究了不同的浇注温度对铸造AS,Mg合金凝固组织的影响.实验表明：当浇注温度 接近液相线温度时，A1Si,Mg合金中的初生a-A1凝固成球状或粒状，晶粒细小，分布均匀；获得 球状或粒状A1Si,Mg合金半固态还料的最佳浇注温度为615℃；在接近液相线温度下浇注，较快 的合金熔体冷却速度、浇注引起的合金熔体流动和大范围的同时凝固促使A1S,Mg合金形成 球状或粒状的初生a-AI组织. 关键词铝合金；半固态；浇注温度；凝固 分类号TG244 70年代初期开发了金属及合金的非枝晶半固 温分别用，，，k表示，测试装置见图1.利用冷却 态成形技术山.由于金属及合金的非枝晶半固态成 曲线测定坯料析出初生a-Al时，，，处的平均 形具有许多优点，所以该技术已经成功地应用到 冷却速度，分别用y,2,和表示. 许多汽车零件的制造当中-.无论从经济角度还 1热电偶 是从过程稳定性角度看，在半固态金属成形中，稳 定地提供半固态金属坯料是最关键的，虽然目前 制备半固态金属坯料的方法有多种，但在商业应 石墨铸型 用半固态金属坯料生产技术中只有电磁搅拌和应 变激活法25，因此研究探讨新的半固态金属坯料 生产方法一直是国内外努力的目标.近年来，一些 温度记录仪 学者通过非搅拌低温浇注直接制备半固态锻造铝 冷却水 合金坯料，引起人们的广泛兴趣.本文研究了不 水套 同的浇注温度对铸造AISi,Mg合金组织的影响， 图1坯料冷却曲线测试装置示意图 以期在非搅拌条件下通过减低浇注温度来获得球 Fig.1 Schematic of measuring the cooling curves of billets 状或粒状的AlSiMg合金半固态坯料. poured in different temperatures 13组织检测 1实验方法 从AISi,Mg合金坯料测温处将坯料截断，此截 1.1实验合金 面作为金相试样磨面.向上或向下取10mm厚的 实验所用的A1SiMg合金的成分为：w=6.9% 圆片，再从这些圆形切片中取出一扇形块（经过圆 ~7.1%,w=0.3%~0.40%,we:<0.20%,wm< 心)作为金相试样，扇形的弧长约25mm.每块坯 0.10%,wz<0.10%.A1SiMg合金的液相线温度约 料的金相试样从下往上编号为1·，2·，3*和4. 为615℃，二元共晶温度约为577℃. 金相试样经过粗磨、细磨、抛光，最后用0.5% 12实验工艺 H亚水溶液进行显微组织浸蚀，利用光学显微镜进 A1SiMg合金经过熔化和精炼，分别按750， 行显微组织检查 650,630,620,615,610℃浇人φ80mm×150mm的石 墨铸型中，石墨铸型放置在水冷套上.浇注时，控 2实验结果及讨论 制浇注高度，即从坩埚口到铸型上沿约40mm同 2.1不同浇注温度下A1Si,Mg合金的组织 时测定10,50,90,130mm高度（从坯料底部往上 A1Si,Mg合金在常规温度700~750℃下浇注， 测量)处坯料的心部凝固冷却曲线，热电偶测量温 其初生a-Al通常为树枝晶，但随着浇注温度的降 收稿日期：200006-12毛为民男，42岁，数授 低，A1Si,Mg合金中初生a-AI的凝固形态逐步发生第 卷 第 期 年 月 北 京 科 技 大 学 学 报 拍盖 浇注温度对 合金显微组织的影响 毛卫 民 杨继 莲 赵爱民 崔成林 钟雪友 北京科技大学材料科学与工程学院铸造研究院 ， 北京 。 。 摘 要 研究了不同的浇注温度对铸造 ， 合金凝 固组织的影响 实验表明 当浇注温度 接近液相线温度时 ， 合金中的初生仪 凝 固成球状或粒状 ， 晶粒细小 ， 分 布均匀 获得 球状或粒状 合金半固态坯料的最佳浇注温度为 ℃ 在接近液相线温度下浇注 ， 较快 的合金熔体冷却速度 、 浇注 引起 的合金熔体流动和大范围的同时凝固促使 ， 合金形成 球状或粒状的初生 “ 组织 关键词 铝合金 半固态 浇注温度 凝固 分类号 年代初期 开发 了金属 及合金 的非枝晶半 固 态成形技术。 由于金属及合金的非枝晶半 固态成 形具有许多优点 ， 所 以该技术 已 经成功地应用 到 许 多汽 车零件 的制造 当 中‘ 一 无论从经济角度还 是从过程稳定性角度看 ， 在半 固态金属成形 中 ， 稳 定地提供半 固态金属 坯料是最关键的 虽 然 目前 制备半 固态金属 坯料 的方法有 多种 ， 但在商业应 用半 固态金属坯料生产技术 中只有 电磁搅拌和应 变激活 法口 ” ， 因此研究探讨新 的半 固态金属 坯料 生产方法一直是国 内外努力 的 目标 近年来 ， 一些 学者通过非搅拌低温浇注直接制备半 固态锻造铝 合金坯料 ， 引起人们 的广泛兴趣 〔 本文研究 了不 同的浇注温度对铸造 合金组织 的影 响 ， 以期 在非搅拌条件下通过减低浇 注温度来获得球 状或粒状 的 合金半 固态 坯料 温分别用 ， ‘ ， ， 入表示 ， 测试装置见 图 利用冷却 曲线测定坯料析 出初 生 叹气 时 ， 九 ， ， 右处 的平均 冷却速度 ， 分别用 ，， 姚 ，巧 和 巧 表示 热 电偶 石墨铸型 温度记录仪 冷却水 少 水套 实验方法 实验合金 实验所用 的 ， 合金 的成分为 ， 晚 一 ， 、 ， ， 合金 的液相线温度约 为 ℃ ， 二元共晶温度约为 ℃ 实验工艺 ， 合金 经过熔化 和精炼 ， 分别按 ， ， ， ， ， 浇入中 的石 墨铸型 中 ， 石 墨铸型放置在水冷套上 浇 注时 ， 控 制 浇 注高度 ， 即从增涡 口 到铸型上 沿约 同 时测 定 ， ， ， 高度 从坯料底 部往上 测量 处坯料 的心部凝 固冷却 曲线 ， 热 电偶测量温 收稿 日期 戒 毛 为 民 男 ， 岁 ， 教授 图 坯料冷却 曲线测试装 示意圈 魁 组织检测 从 ， 合金坯料测温处将坯料截断 ， 此截 面作为金相 试样磨面 向上 或向下 取 厚 的 圆片 ， 再从这些 圆形切 片 中取 出一扇形块 经过 圆 心 作为金相试样 ， 扇形 的弧长 约 每块坯 料 的金相试样从下往 上 编号 为 ， 即 ， 弃 和 ‘ 金相试样 经过粗磨 、 细磨 、 抛光 ， 最后用 水溶液进行显微组织浸蚀 ， 利 用 光学显微镜进 行显 微组织 检查 实验结果及讨论 不 同浇注温度下 ， 合金的组织 合金 在 常规温度 一 ℃ 下 浇 注 ， 其初 生叹气 通 常 为树枝 晶 ， 但 随着浇 注 温度 的降 低 ， ， 合金 中初生以 的凝 固形态逐步发生 DOI ：10．13374／j ．issn1001－053x．2001．01．037