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高低温熔体混合对Au-20Sn共晶合金凝固组织的影响

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金属学报 2012年第11期48卷 1387-1393页

作者：郭德燕宋佳佳蔡亮毛勇云南大学物理科学技术学院材料科学与工程系昆明650091

研究了高低温熔体混合处理对Au-20Sn(质量分数,%)共晶合金凝固组织的影响,分析了Au-20Sn合金凝固组织随熔体混合处理中高温熔体温度变化(低温熔体温度均为283℃)的演变规律.结果表明,高低温熔体混合处理能有效改善合金凝固组织结构,采... 详细信息

研究了高低温熔体混合处理对Au-20Sn(质量分数,%)共晶合金凝固组织的影响,分析了Au-20Sn合金凝固组织随熔体混合处理中高温熔体温度变化(低温熔体温度均为283℃)的演变规律.结果表明,高低温熔体混合处理能有效改善合金凝固组织结构,采用适当的高温熔体(350℃)与低温熔体(283℃)进行熔体混合自然冷却凝固,会抑制初生相ζ'-Au_5Sn的析出,得到细小全层片共晶组织.但当高温熔体温度偏高(360℃)或偏低(340℃)时,Au-20Sn共晶合金凝固组织中均存在初生相ζ'-Au_5Sn.高低温熔体混合处理改善合金凝固组织的主要原因是降低了凝固过程中Au富集的偏析现象,改变了ζ'-Au_5Sn相的结晶析出行为.在220℃热压缩变形过程中,熔体混合得到的细小全层片组织具有良好的热压缩变形能力,表现为具有较低的屈服应力和恒应力-应变平台.

关键词：熔体混合 Au-20Sn共晶合金凝固组织初生相

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熔体混合金锡共晶合金非规则共晶组织的形成

稀有金属 2013年第2期37卷 224-229页

作者：郭德燕宋佳佳蔡亮程军毛勇云南大学物理科学技术学院材料科学与工程系云南昆明650091

采用高低温熔体混合凝固处理,研究了不同高温液相温度380,390和400℃(低温液相温度均为274℃)条件下,金锡共晶合金凝固组织演变规律及非规则共晶组织的形成。研究表明:熔体混合可有效地改变金锡共晶合金的凝固组织结构,随着高温液相温... 详细信息

采用高低温熔体混合凝固处理,研究了不同高温液相温度380,390和400℃(低温液相温度均为274℃)条件下,金锡共晶合金凝固组织演变规律及非规则共晶组织的形成。研究表明:熔体混合可有效地改变金锡共晶合金的凝固组织结构,随着高温液相温度的提高,合金的凝固组织可以从常规层片状组织转变为块球状的非规则共晶组织,熔体混合金锡共晶合金中非规则共晶组织的形成机制为枝晶熔断机制。

关键词：熔体混合非规则共晶凝固组织共晶合金

熔体混合与电磁搅拌对Al-20Si合金中初生Si相的细化效果

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特种铸造及有色合金 2010年第11期30卷 991-994页

作者：王连登朱定一王尤生宋伟陈永禄魏喆良黄利光李秋菊福州大学材料科学与工程学院福州大学机械工程及自动化学院福建工程学院材料科学工程系

采用电磁搅拌和熔体混合技术制备Al-20Si合金,研究表明,单纯采用电磁搅拌技术制备Al-20Si时,会产生偏析层,其初生Si相平均尺寸在60μm以上;而采用熔体混合+电磁搅拌复合处理可使Al-20Si合金中的初生Si相尺寸降至16μm以下,并消除在单纯... 详细信息

采用电磁搅拌和熔体混合技术制备Al-20Si合金,研究表明,单纯采用电磁搅拌技术制备Al-20Si时,会产生偏析层,其初生Si相平均尺寸在60μm以上;而采用熔体混合+电磁搅拌复合处理可使Al-20Si合金中的初生Si相尺寸降至16μm以下,并消除在单纯电磁搅拌合金边缘出现的粗大的初生Si相的偏析层。熔体混合处理处理还可以强化过共晶Al-20Si合金的电磁搅拌效果,获得良好细化效果。

关键词： Al—20Si合金初生Si 熔体混合电磁搅拌细化

不同成分铝硅合金熔体混合对初生硅相细化的研究

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铸造 2002年第3期51卷 145-147页

作者：叶春生宋俊杰张新平潘冶康佳集团股份有限公司广东深圳518053 洛阳自来水公司洛南水源河南洛阳471023 吉林大学南岭校区材料科学与工程学院吉林长春130025 东南大学机械工程系江苏南京210096

研究了高温过共晶Al Si合金熔体和低温亚共晶Al Si合金熔体混合后对微观组织的影响。结果表明 :熔体混合并迅速搅拌后的初晶硅大大细化 ,在 2min内浇注 ,可以获得分布均匀且尺寸小于 2 5 μm的初晶硅 ;随着熔体保持时间的延长 ,初晶硅... 详细信息

研究了高温过共晶Al Si合金熔体和低温亚共晶Al Si合金熔体混合后对微观组织的影响。结果表明 :熔体混合并迅速搅拌后的初晶硅大大细化 ,在 2min内浇注 ,可以获得分布均匀且尺寸小于 2 5 μm的初晶硅 ;随着熔体保持时间的延长 ,初晶硅的尺寸有增大的趋势。探讨了对硅相的细化机理。

关键词：熔体混合硅相细化保持时间过共晶铝硅合金晶粒细化

熔体混合与T6热处理对多元高硅铝硅合金组织和耐磨性能的影响

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铸造 2016年第8期65卷 725-728页

作者：梁超刘保串祝攀拓王小宇祖方遒合肥工业大学材料科学与工程学院金属液/固加工研究所安徽合肥230009

基于熔体状态的改变,文中研究了熔体混合与T6处理对多元过共晶Al-18%Si合金组织与干摩擦磨损性能的影响。结果表明,经熔体混合处理后初晶硅显著细化,金属型凝固条件下其晶粒尺寸由36μm减小到10.3μm,并且棱角钝化。添加Sr元素可同时变... 详细信息

基于熔体状态的改变,文中研究了熔体混合与T6处理对多元过共晶Al-18%Si合金组织与干摩擦磨损性能的影响。结果表明,经熔体混合处理后初晶硅显著细化,金属型凝固条件下其晶粒尺寸由36μm减小到10.3μm,并且棱角钝化。添加Sr元素可同时变质共晶硅为纤维状,热处理后共晶硅球化。合金经过熔体混合与T6热处理后,磨损量降低38.9%,耐磨性能与磨损形貌得到显著改善,其主要与熔体混熔引起初晶硅的细化及热处理弥散析出相引起合金强度的提高有关。

关键词：过共晶铝硅合金熔体混合 T6热处理耐磨性能

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熔体混合对过共晶Al-Si合金细化的研究

热加工工艺 2009年第19期38卷 49-51,55页

作者：张凤巍李智王建华苏旭平湘潭大学材料设计及制备技术湖南省重点实验室湖南湘潭411105

研究了高温Al-30%Si合金熔体和低温Al-7%Si合金熔体混合后浇铸得到的过共晶Al-Si合金显微组织及力学性能。结果表明:不同成分的高低温熔体混合后可有效细化过共晶Al-Si合金的初晶Si尺寸;混合前熔体温差越大,初晶Si细化效果越好;随着混... 详细信息

研究了高温Al-30%Si合金熔体和低温Al-7%Si合金熔体混合后浇铸得到的过共晶Al-Si合金显微组织及力学性能。结果表明:不同成分的高低温熔体混合后可有效细化过共晶Al-Si合金的初晶Si尺寸;混合前熔体温差越大,初晶Si细化效果越好;随着混合后静置时间的增加,初晶Si的尺寸变大,Al-Si合金硬度增加。并探讨了其细化机理。

关键词：过共晶Al-Si合金细化处理熔体混合

高温纯铝低温高硅铝合金熔体混合对组织的影响

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铸造 2013年第4期62卷 337-339页

作者：罗松魏晓伟郑丽王小丽西华大学材料科学与工程学院四川成都610039

通过过热纯铝液与半固态过共晶铝硅合金熔体混合,研究了凝固组织的变化,并对比了750℃熔炼浇注与常规熔体混合两种方法对组织的影响。结果表明,前者所得的合金凝固组织兼具亚共晶和过共晶铝硅合金组织特征,并且能很好地细化初生Si相。... 详细信息

通过过热纯铝液与半固态过共晶铝硅合金熔体混合,研究了凝固组织的变化,并对比了750℃熔炼浇注与常规熔体混合两种方法对组织的影响。结果表明,前者所得的合金凝固组织兼具亚共晶和过共晶铝硅合金组织特征,并且能很好地细化初生Si相。后两种方法所得合金只具有一般过共晶铝硅合金组织特征,且对初生Si相的细化效果不显著。

关键词： Al-Si合金熔体混合显微组织初生硅

基于EBSD分析对Au-20Sn共晶合金熔体混合凝固组织的研究

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基于EBSD分析对Au-20Sn共晶合金熔体混合凝固组织的研究

作者：杨莹云南大学

学位级别：硕士

Au-20Sn(质量分数,%)共晶合金作为一种钎焊材料,具有导电性及钎焊流散性好、钎焊强度高和抗蠕变性能优良等优异特性,广泛用于高可靠性微电子和光电器件封装。合金的加工使用性能与其凝固组织密切相关。已有的研究表明,熔体混合工艺可以... 详细信息

Au-20Sn(质量分数,%)共晶合金作为一种钎焊材料,具有导电性及钎焊流散性好、钎焊强度高和抗蠕变性能优良等优异特性,广泛用于高可靠性微电子和光电器件封装。合金的加工使用性能与其凝固组织密切相关。已有的研究表明,熔体混合工艺可以有效地改善Au-20Sn合金的初始凝固组织和性能,且将发生规则层片共晶(regular lamellar eutectic)向非规则异常共晶(anomalous eutectic)的组织转变。所以,深入研究Au-20Sn合金在熔体混合过程中的组织演变规律及非规则共晶的形成机制对该合金的加工制备及应用具有重要的理论和实际意义。本文采用高低温熔体混合法,深入研究了高温熔体温度(记为TH)对Au-20Sn共晶合金凝固组织的影响及其组织演变规律;采用电子背散射衍射技术(EBSD)深入研究了Au-20Sn共晶合金熔体混合凝固组织中初生相、规则层片共晶、网格状过渡组织及非规则共晶的晶体学取向特征,并对比分析了细小全层片共晶均匀化热处理后的球化组织及其晶体学取向特征,从而探讨了Au-20Sn合金熔体混合非规则共晶的形成机制,得到了以下结论：(1)TH对Au-20Sn合金熔体混合凝固组织产生了显著影响。①当TH较低时(370℃～390℃),凝固组织中形成了近球状ξ'-Au5Sn初生相。随着TH的升高,共晶组织发生了从规则层片共晶到网格状过渡组织,再到非规则共晶组织的转变。当TH为377℃时,得到细小的网格状过渡组织;当TH为382℃和386℃时,得到非规则共晶和网格状共晶的共存组织,但共晶组织中ξ'-Au5Sn和δ-AuSn相的相互桥连逐渐减弱,两相明显粗化和长大。②当TH较高时(392℃～410℃),凝固组织中形成了具有小平面生长特性的δ-AuSn初生相。共晶组织主要为非规则共晶和网格状过渡组织的共存组织。但随着TH的升高,共晶两相粗化和熟化的程度加强,得到较典型的块球状非规则共晶组织。(2)实验探索出了优化的Au-20Sn合金EBSD制样方法,即在低转速下进行(100-200r/min)机械抛光,并用W0.02的SiO2悬浮液进行长时间最终抛光,此种方法制得的试样能够满足EBSD测试的要求,标定率为85%以上。(3)对Au-20Sn合金熔体混合凝固组织的EBSD取向分析表明：①当TH较低时(370℃～390℃),凝固组织中规则层片共晶、网格状共晶、非规则共晶均具有相似的取向特征,共晶ζ'-Au5Sn和δ-AuSn相的晶体学取向都非常集中。这表明这种非规则共晶的形成机制为层片共晶过热——重熔——粗化及δ-AuSn碎片的旋转。②当TH较高时(392℃～410℃),规则层片共晶组织中ζ'-Au5Sn和δ-AuSn相的取向高度集中,而网格状共晶组织中ξ'-Au5Sn相却表现出分散的取向,非规则共晶组织中ξ'-Au5Sn相甚至呈现出随机取向的趋势。这种非规则共晶是过冷合金液相中共晶两相独立形核、长大的产物。(4)对Au-20Sn细小全片层共晶均匀化热处理后的球化组织的EBSD取向分析表明：在浓度梯度的驱动下,ξ'-Au5Sn和δ-AuSn层片间元素互相扩散,层片组织粗化、断开,逐渐转变为球化组织。这种球化组织的晶体取向和显微形貌都与TH较低时(370℃～390℃)得到的网格状共晶组织十分相似。这也进一步证明了当TH较低时,非规则共晶源于层片共晶组织的过热、熔断、粗化。

关键词： Au-20Sn共晶合金熔体混合 EBSD 非规则共晶

AuSn20合金熔体混合非规则共晶形成研究

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AuSn20合金熔体混合非规则共晶形成研究

作者：蔡亮云南大学

学位级别：硕士

AuSn20(质量分数,%)合金钎焊料以其独特的低熔点、高可靠性在电子工业中得到广泛的应用。由于AuSn20合金相结构中存在的硬脆的金属间化合物,造成其加工成形困难,许多科研工作者针对这一问题对AuSn20合金的加工性能做了大量研究,合金的... 详细信息

AuSn20(质量分数,%)合金钎焊料以其独特的低熔点、高可靠性在电子工业中得到广泛的应用。由于AuSn20合金相结构中存在的硬脆的金属间化合物,造成其加工成形困难,许多科研工作者针对这一问题对AuSn20合金的加工性能做了大量研究,合金的凝固组织与其加工性能密切相关,因此对AuSn20合金凝固组织结构的研究就显得尤为必要。本文采用高低温熔体混合凝固方法,研究了AuSn20共晶合金凝固组织中非规则共晶组织的形成。首先通过研究低温液相温度对熔体混合合金的凝固组织的影响,确定了最佳的低温液相温度,然后分别研究了熔体混合中高温液相温度和高低温熔体质量配比对合金非规则共晶组织形成的影响。利用金相显微镜、SEM和EDS观察分析了合金的凝固组织结构和相组成及成分,结合实验结果和理论分析,探讨了AuSn20合金在熔体混合凝固条件下,非规则共晶组织的形成机制。得到的主要结论如下： (1)采用高低温熔体混合,在AuSn20合金凝固组织中,非规则共晶组织形成的首要条件是需要采用合适的低温液相温度,实验研究得到的最佳低温液相温度为274℃,即合金实际结晶凝固温度。 (2)高温液相温度对合金非规则共晶组织的影响实验结果表明：当采用低温液相温度274℃,高低温液相质量配比为1：3.4的条件下,高温熔体温度为388℃、386℃和384℃时,获得了非规则共晶过渡组织(网格状共晶组织)和非规则共晶组织,而且该类组织易形成在熔体混合合金铸锭的上部。当高温熔体温度在382℃和377℃时,得到的网格状共晶组织和非规则共晶组织结构都形成在熔体混合合金铸锭的下部,且形成了大块状或岛球状的较完整的非规则共晶组织。当高温熔体温度高于390℃或低于370℃时,均不利于非规则共晶组织的形成,随着高温液相温度增大(390℃以上)或减小(370℃以下)时,凝固组织中规则的层片状共晶组织的体积分数均将逐渐增多,直至完全形成规则的层片状共晶组织。由此,得出了熔体混合AuSn20合金中非规则共晶形成最佳的高温液相温度范围为377℃～388℃。 (3)高低温熔体质量配比对非规则共晶组织的影响实验结果表明：熔体混合AuSn20合金中形成非规则共晶组织结构的最佳高低温液相质量配比条件为1：3.4.当质量配比值小于或者大于1：3.4时,均不利于非规则共晶组织的形成,即随着质量配比值的增加或减少时,合金凝固组织中规则的层片状共晶组织的体积分数将逐渐增多,直至质量配比增加到1：2时,非规则共晶组织消失,将得到完全的规则的层片状共晶凝固组织。而当质量配比值减小到一定程度时,熔体混合后的合金凝固组织将发生明显的上下分层。 (4)采用熔体混合凝固方法,在AuSn20合金凝固组织中获得类似于在深过冷条件下才能得到的理想的非规则共晶组织的最优化条件是：低温液相温度为274℃,高温液相温度为382℃,高低温液相两相质量配比为1：3.4。 (5)规则层片扰乱—破碎—熔断—等轴化的非规则共晶组织形成机制：熔体混合凝固过程中,由于合金中层片状的规则共晶组织在浇入高温熔体的热量所带入的热扰动和剪切力以及倒入时的冲击力的作用下,规则片层将先后发生扰乱、破碎、熔断和等轴化,最终形成非规则共晶组织。 (6)初生Au5Sn相熔断—附近Au5Sn相建立共晶骨架—AuSn相形核长大的非规则共晶组织形成机制：熔体混合凝固过程中,当高温熔体浇入处于结晶凝固点的低温液相时,首先使低温液相中先前形成的初生Au5Sn相发生熔断和部分重熔,接着在残存的细小的初生Au5Sn相附近的Au5Sn相作为共晶领先相形核生长,建立起互相贯通的共晶骨架,然后AuSn相在这些骨架中单独形核和生长,从而最终形成非规则共晶组织。

关键词： AuSn20共晶合金熔体混合凝固组织非规则共晶