金属学报

作者：张利民, 李宁, 朱龙飞, 殷鹏飞, 王建元, 吴宏景

单位：1西北工业大学 物理科学与技术学院 超常条件材料物理与化学教育部重点实验室 西安 710072；2太原科技大学 材料科学与工程学院 太原 030024；3四川农业大学 理学院 雅安 625014

关键词：初生Si相,电脉冲,宏观偏析,二次流,熔体对流,

基金：国家自然科学基金项目(52074227);国家自然科学基金项目(51801186);国家自然科学基金项目(52130405);陕西省重点研发计划项目(2020ZDLGY13-03)

通过在过共晶Al-Si合金的不同成分点及不同凝固阶段施加交流电脉冲等方法研究了电脉冲下初生Si相偏析的演变规律。结果表明，电脉冲可使高Si铝合金沿径向从边缘到中心依次形成4层梯度偏析组织：初生Si相的粗大板条状区、细化板条状区、多面体状区及近共晶组织区。相同电脉冲下合金凝固温度区间越大，初生Si偏析越显著，凝固区间超过阈值后试样中心形成近共晶组织。不同成分合金中初生相偏析都随脉冲电流密度增加先增强后减弱，但最严重偏析对应的电流密度不同。初生Si相晶核迁移是偏析的一个重要因素，结合侧壁传热受限铸型中初生Si的偏析规律，揭示了电脉冲导致初生Si相偏析的机理：初生Si相晶核在熔体内二次流作用下迁移到固/液界面前沿，在电磁斥力或其分量作用下被生长界面捕捉，从而偏析到散热、生长快的型壁及下电极附近。液相区、糊状区内对流和固/液界面前沿涡街等二次流协同作用改变了熔体内溶质分布，促进了初生Si相的连续生长和偏析，直到熔体中溶质含量接近共晶成分。

来源：2023年第12期

《金属学报》期刊编辑部

查看金属学报杂志2023年第12期