《表2 铜模冷却合金中的初生Si尺寸与过冷度、再辉温度、冷却速率的关系》

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《冷却速率对Al-20%Si合金Si相形貌及性能的影响》

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为了探求影响初生Si尺寸的关键因素，将在钢模和铜模冷却条件下不同厚度的试件对应的冷却速率、再辉温度、过冷度和初生Si平均尺寸分别列于表1和表2。由表1和表2可知，在Al-20%Si合金的凝固结晶过程中，随着试件厚度的减小过冷度和冷却速率增大，再辉温度降低，合金中的初生Si平均尺寸相应减小。过冷度增大能提高Si相的形核率，是细化初生Si的重要因素。而本实验发现，降低再辉温度是抑制初生Si长大的决定性因素。对于在钢模冷却10 mm厚的试件和铜模冷却15 mm厚的试件，其过冷度基本一致，但是铜模冷却15 mm厚的试件中初生Si尺寸却更为细小。其原因是，铜模的蓄热系数比钢模大，能持续吸收试件的热量，使铜模试件的再辉温度更低，抑制了初生Si的生长。而对于铜模冷却5 mm厚的试件，因为过冷度最大，冷却速率最快、再辉温度最低，使Si相形核率最大，初生Si的生长被严重抑制，故初生Si平均尺寸最为细小，只有7.1μm。