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钇在亚共晶铝硅合金中的作用研究进展

         
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亚共晶Al-Si合金具有优异的铸造工艺性能和良好的力学性能,应用广泛,尤其适合大型薄壁复杂结构铸件的生产,比如燃油壳体、发动机缸套等。现代工业的进一步发展对亚共晶Al-Si合金的综合力学性能提出了更高的要求,提高亚共晶Al-Si合金的综合力学性能迫在眉睫。改善合金的组织是提高合金综合力学性能常用的一种方法。亚共晶Al-Si合金的组织包括初生α-Al、共晶相(包括共晶Al和共晶Si)、杂质相(如富Fe相)等,其中共晶Si呈粗大板片状,在合金部件服役过程中易导致应力集中而使部件失效。通过变质处理,将共晶Si形貌变质为应力集中小的麦穗状、纤维状等,能显著提高Al-Si合金的综合力学性能。因此,很多学者一直在从事变质共晶Si的研究。化学变质共晶Si操作简单、价格低廉,即在合金熔炼过程中加入一种或几种化学物质,改变共晶Si形核和生长的方式,从而改变其形貌。近年来,很多学者一直在寻找更合适的亚共晶Al-Si合金共晶Si变质剂,并取得了丰硕的成果。Na和Sr是应用比较早且十分广泛的变质剂,Sb也是一种常见的变质剂,但它们在工业化使用过程中都有较大的缺点,如Na易挥发、污染环境等,Sr易使合金熔体吸气而导致气孔和氧化夹杂,Sb大量使用对人体有害。大量研究表明,Y是一种有效的共晶Si变质剂,但除了对共晶Si的变质作用,Y对亚共晶Al-Si合金中的其他组织也有影响,如初生α-Al、富Fe杂质相等。为了更加有效地利用Y并促进Y在亚共晶Al-Si合金中的工业化使用,本文对Y及Y与其他因素耦合在亚共晶Al-Si合金中的作用进行了综述,包括其对共晶Si的变质作用、对初生α-Al的影响及共晶Si的变质机理等,同时对后续研究中需要注意的问题进行了阐述并对未来发展方向进行了展望。

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