在铸造行业中，在需要高水平的经济效率，越来越严格的质量要求在操作行为和材料特性方面需要具体要求，特别是在轻质合金和由铝基铸件制造的活塞合金的情况下。低抗凝胶铝 - 硅合金是一种由5-12wt％硅组成的这种铝铸造合金。
优异的模具填充和凝固行为是这些铸造合金的关键特性，其在结构上可行。这些净形铸造部件可用于满足由于铸铝合金的性质而满足许多技术要求。对于现实的应力分布，需要产生均匀的，细粒度和具有低强度和密度的缺陷结构，以用于现实的应力剖面。
原位观察相变和定义温度的凝固方法是监测合金的铸造和热处理处理的有价值的方法。它还有助于获得结构性地层的见解，以便可以制造关于涉及不同复合合金的技术铸造方法的预测。本文讨论了对共晶Al-Si 12合金的空间和时间上分辨的熔融和冷却行为的观察。
实验硬件设置
实验硬件设置包括以下内容：
Laylam TS1500加热阶段理想地适用于在温度下分析多样化材料，例如金属，聚合物和陶瓷。亚博网站下载在陶瓷样品杯中将具有最大6mm的限制为6mm，直径为7mm的样品在陶瓷样品杯中加热至最大1500℃。可以使用T95控制器实现大约200k / min的最大加热和冷却速率。
旋转叶片泵用于在10的真空状态下操作加热阶段-3mbar。可以通过T-95控制器手动控制激活，或者通过新的Zeiss Zen 2核心软件手动控制。
此时，用户可以使用两种选择来执行实验。可以在实验模式下建立包括彼此耦合的单独定义的温度斜坡的Linkam阶段的温度曲线。可以单独地设定每个温度斜坡的加热和冷却，最终温度或停留时间的速率。
可以为每个温度斜坡定义使用显微镜捕获图像时的条件。这可以是每次经过明确的时间间隔或每次通过定义值改变温度时。可以使用在实验期间顺序发生的上述参数来预定义各个块。
在手动模式下，可以使用Zeiss Zen 2芯手动控制Linkam加热级和Zeiss Axio Imager.Z2M光学显微镜。该模式通过在实验期间允许定制来提供对实验设置中的用户更灵活性。当样品的弹性随着加热或冷却的增加而变化时，需要在实验期间监测和调整镜头焦点。
实验程序和结果
在加热期间观察Al-Si 12合金在580℃的共晶点的转化行为，随后的冷却是该实验的目的（图1）。吹扫惰性气体，使整个系统达到约2×10的真空状态-3mbar。
Zeiss Zen 2核中的“实验模式”用于执行实验，因此“加热级控制”控制设置确定了保持点，加热速率和停留时间，包括图像采集之间的时间间隔（图2A）。
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图1。相图（纵坐标上的温度和质量％）在11.7质量％Si的铝 - 硅共晶铝 - 硅共晶上的α-％）
图2B显示了在实验期间的加热速率，停留时间和断点的热斜坡图。将样品以50k / min的速率快速加热至500℃，然后在该温度下保持三分钟以允许样品沉降到该温度中。根据580℃的相图，将该方法再进行一次20k / min的加热速率，用于实际目标温度。
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图2。“Linkam实验模式”在蔡司ZEN 2核心为Al-Si 12.合金熔化调查。“加热阶段控制”设置（a）和加热斜坡图（b）的详细图片
由于任何转化反应以熔化过程的形式表现出来，样品继续以10或相当2 k / min的加热速率加热，然后在610℃和620℃下进行两分钟。在620℃下，最初观察到转化反应。将样品以1k / min的速率加热至629℃，以增加熔化过程的能量，并使转化率更多。
此时，逐渐熔化铝（白相），溶解硅（黑相）。由于扩散过程，同时发生硅的粗化，然后朝向该方法的末端溶解到熔融金属中。图3微观结构地描绘了熔融过程的温度依赖性。
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图3。Al-Si 12合金的加热过程至629°C
图4显示了冷却过程，其在629℃下开始，达到580℃，恒定的冷却速率为5k / min。在6分钟的停留时间之后，当硅主要和树枝状沉淀的硅时开始新的转化反应。当样品进一步冷却到580℃以50k / min的速率进一步冷却时，观察到该结构的进一步变化。
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图4。用于629°C的Al-Si 12合金的冷却过程
之后可以编辑在实验期间捕获的所有图像。此外，还可以创建视频。还可以将完整的实验保存在随后用相同材料的整个设置毛皮分析。
此信息已采购，从Carl Zeiss Microscopy GmbH提供的材料进行审核和调整。亚博网站下载
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