细晶铝锭及其工业应用

郑州大学采用纯铝的电解设备，通过向铝电解槽中添加Al2O3和TiO2混合物的方式，直接电解生产出细晶铝锭。其钛的质量分数不高于0．20％，对细晶铝锭的晶粒度测试，晶粒平均直径不大于350μm。电解法生产的细晶铝锭，由于是通过电解方式加钛，具有生产成本低廉、晶粒细化能力强、高温稳定性和长效性好，钛的收得率高等优点。用细晶铝锭熔炼A356、ZLD108、6063、3003等铝合金的生产工艺简单，生产成本低廉，具有良好的综合性能。     

5182铝合金铸态组织及性能的研究

通过比较不同细化方法细化的Ti含量相同的5182铝合金的微观组织及性能，得出5182铝合金组织及性能达到最优时的细化元素的种类及含量。研究发现，细晶铝锭＋0．25％Zr的晶粒细化能力接近于Al-5Ti-1B中间合金，同时制得的5182铝合金的硬度也是最大的。细晶铝锭＋0．16％La、细晶铝锭＋0．20％RE的晶粒细化能力虽不及Al～5Ti-1B和GRAl＋0．25％Zr，但可使析出相球化。均匀化处理使5182铝合金中晶界和二次枝晶间析出物发生球化。     

细晶铝锭熔炼的6063铝合金组织与性能研究

细晶铝锭是采用纯铝的电解设备,通过向铝电解槽中添加TiO2,直接电解生产的晶粒细化的铝锭.采用细晶铝锭熔炼6063铝合金,并对其组织性能进行研究,结果表明:细晶铝锭熔炼6063铝合金,由于其电解加钛方式,生产成本低廉;细晶铝锭熔炼的6063铝合金型材,晶粒细小均匀,表面性能及力学性能完全满足GB/T 5237的要求;细晶铝锭、RE(富铈混合稀土)元素联合细化,细晶铝锭、RE、B元素联合细化熔炼的6063铝合金,抗拉强度与添加Al-5Ti-1B熔炼的6063铝合金相当,而伸长率提高20%,并可获得更优异的表面性能.     

Al基合金原位Ti合金化及自身晶粒细化

利用电解工艺，向氧化铝中掺人数量很少的TiO2粉，通过电解使阴极Al液含质量分数为0．1％～0．3％的Ti。实现了铝基合金原位钛合金化及自身晶粒细化，获得了等轴的细晶Al锭，晶粒尺寸细化到130μm。该合金直接用于6063变形铝合金，取得了明显的晶粒细化效果，使原来的4级细化到1～2级。电解加Ti优于熔配加Ti，能使6063变形合金产生自身晶粒细化作用。     

铝合金晶粒细化方法的研究现状及最新动向

综述了铝合金晶粒细化的各种方法与应用现状，分析了各种细化方法的细化机理。并对新型中间合金细化剂如Al-Ti-B-RE、Al-Ti-C-RE等的细化效果进行讨论，最后阐述了一种新的晶粒细化方法一细晶铝锭及其对铝合金的细化效果、细化机理及应用。     

稀土元素对AZ91D合金晶粒细化的影响

研究了不同混合稀土添加量对AZ91D合金晶粒细化的影响。试验结果表明混合稀土对AZ91D合金有明显的细化效果。当混合稀土的添加量为0．05％(质量分数)时，混合稀土中的Ce，Nd和Pr等在未形成A1-RE化合物之前，大部分以质点的形式弥散分布在AZ91D合金熔体中，可能起到非均匀形核的作用；随着混合稀土添加量的增多，RE优先与Al生成A1-RE化合物，这些化合物大部分偏聚在晶界上，阻碍了晶粒的长大，从而细化了晶粒。     

电解掺钛对纯铝晶粒细化作用效果的分析

向铝电解槽添加一定量的二氧化钛可使生产的铝锭中含有少量的钛。分析了用这种掺钛方式生产的低钛铝合金的微观组织，对比研究了电解掺钛与通过铝钛中间合金掺钛的晶粒化效果。结果表明。电解掺钛具有更优良的晶粒细化作用。随着电解掺钛量的增加，晶粒尺寸下降。电解掺钛量在0．20％～0．30％之问既可得到满意的细化效果。还分析了电解掺钛的晶粒细化作用的机理，对电解掺钛新工艺的可用性进行了评价。     

稀土对铝合金微观组织的影响

研究了添加RE（富铈混合稀土）元素对细晶铝锭及细晶铝锭制造的A356、3003铝合金显微组织的影响。结果发现，RE在铝合金中形成何种化舍物，既与铝合金中所含元素的种类有关，又与RE含量有关；在细晶铝锭中，RE与Fe的交互作用较强，与Si的作用较弱，生成Al-Fe-RE化舍物，但当RE含量超过0．3％时，除形成Al-Fe-RE化舍物外，还形成AlCe3、Al2La；在含硅量较高的T5处理的A356铝合金中，0．3％RE与Mg、Fe的交互作用较弱，与Si的交互作用较强，Ce、La与Si形成CeSi、La5Si3，Mg与Si主要形成Mg2Si；而在含Fe、Mn较高的3003铝合金中，0．3％RE主要生成Al3Ce、LaSi、CeSi2等化舍物，而与Fe、Mn的作用较弱。     

几种典型细化剂对A356合金的细化作用

研究了几种常用的Al-Ti-B、Al-Ti-C、Al-Ti和Al-3B细化剂微观组织及其对A356合金的细化效果。结果表明，对于4种Al-Ti-B细化剂，第二相的尺寸和分布对细化效果有一定影响，荷兰产Al-Ti-B细化剂Al3Ti尺寸小，TiB2呈弥散分布，细化后晶粒尺寸最小，在加入量（质量分数，下同）为0．2％，保温时间30min时，尺寸为500μm。对于不同系列晶粒细化剂，在加入量为0．2％和0．5％时，Al-Ti-B的细化效果均为最好。较快的凝固速度下，各种细化剂的细化效果无明显差别；凝固速度较慢时，Al-3B细化剂的细化效果较好。     

3102合金翅片铝箔铸轧过程的晶粒变化与控制

研究了Al-5Ti-1B晶粒细化剂添加方式和添加量对3102合金铝箔铸轧坯料晶粒大小的影响。结果表明：当Ti含量（质量分数，下同）为0．03％～0．06％，其中以丝状形式加入量在0，01％以上，其余以块状形式加入时，可得到晶粒尺寸在0．1mm以下、晶粒大小分布均匀的3102铸轧坯料。另外还分析和论述了控制3102铸轧坯料晶粒粗大应采取的操作技术措施和最佳工艺参数。     

稀土元素Er对Al-5Mg合金铸态组织的影响

采用铸锭冶金法制备了含不同量稀土元素Er的Al-5Mg合金。发现稀土Er可以有效细化从Mg铸态晶粒,当Er含量达0．7％时,基本上消除枝晶,且晶粒大小仅为不加Er Al-5Mg合金的1／10。使用硬度测试、金相组织观察、SEM及热分析等方法,研究了稀土元素Er对Al-5Mg合金铸态组织的细化与强化机理。     

Microstructures of electromagnetic casting and direct chill casting LY12 aluminum alloys

1　INTRODUCTIONElectromagneticcasting (EMC)isatechnologydevelopedbythecombinationofmagnetohy drodynamics (MHD )andcastingengineering[13] .TheEMCtechnologydependsontheelectromagneticforcetopreventthemetalfromtouchingthemold .Dependingontheinteractionofeddycurrentsinducedinthemetalandthemagneticfieldoftheinductor ,theliquidmetalcolumniskeptstable[4 6 ] .Thecon tactlesscastingofEMCmayeliminatetheliquidationbuild upsandfeathercrystals ,relievethescalpingop erationbeforethehotrollprocess …     

水平连铸铅黄铜铸锭凝固组织的分析和控制

以废杂铜为原材料水平连铸生产的铅黄铜铸锭为研究对象,对两种不同直径铸锭的宏观组织及微观组织进行了研究。结果表明,105mm铸锭的组织分布比较正常,晶粒比较细小,横断面未发现明显柱状晶组织,以等轴晶为主。150mm铸锭的组织区域出现混乱,横断面中发现柱状晶组织,粗等轴晶区域比较靠近铸锭的下部。铅存在于等轴晶的晶界处,铅质点圆滑、细小。通过分析认为,二次冷却不匀和结晶器冷却能力在圆周方向上出现的偏差是造成凝固组织发生改变的主要原因。采用环形冷却装置对铸锭进行二次冷却和降低拉坯温度后,发现铸锭凝固组织得到了改善。     

Grain refining action of Ti existing in electrolytic low-titanium aluminum with Al-4B addition for superheated Al melt

The effects of superheating temperature on the grain refining efficiency of Ti existing in electrolytic low-titanium aluminum (ELTA) without and with the Al-4B addition and the Al-5Ti-1B master alloy in pure Al were comparatively investigated. The results show that the Ti existing in ELTA without Al-4B addition exhibits a certain grain refining efficiency when the melt superheating temperature is lower, but the efficiency decreases rapidly when the superheating temperature is higher. The grain refining efficiency of the Al-5Ti-1B master alloy is better than that of the Ti existing in ELTA without Al-4B addition at any superheating temperature, but it also decreases obviously with the increase of the superheating temperature. One important reason is that the TiB2 particles coming from the Al-5Ti-1B master alloy can settle down at the bottom of the Al melt easily when the superheating temperature is increased, thus decrease the number of the potent heterogeneous nuclei retained in the Al melt. If the Al-4B master alloy is added to the ELTA melt, the grain refining efficiency of the Ti existing in ELTA can be improved significantly, and does not decrease with the increase of the superheating temperature. This perhaps provides us a possible method to suppress the effect of the superheated melt on the microstructures of aluminum..     

Performance comparison of AlTiC and AlTiB master alloys in grain refinement of commercial and high purity aluminum

1 Introduction Since AlTiC master alloys were improved greatly as a new type of master alloy used in grain refinement of aluminum and aluminum alloys in the middle of 1980s[1, 2], there were many important progresses in the preparation techniques and the …     

Optimal modifying and refining processes for A356 aluminium alloys

M illions of alum inium alloy com ponents are produced using A356 alum inium alloys, which provide high fluidity, good 'castability'and m echanical properties. A356 alloys are widely used to fabricate structural castings for autom otive and other industrial applications. For α (Al) refining,A356 alum inium alloys usually apply Al-Tim aster alloys in the range 0.08-0.20% Ti, resulting in high consum ption of Al-Ti m aster alloys and higher production cost.M odification ofthe Al-Sieutectic …     

Effect of the salt addition practice on the grain refining efficiency of Al–Ti–B master alloys

The impact of the salt addition practice on the microstructure and grain refining efficiency of Al–Ti–B alloys produced by the “halide salt” route was investigated. The grain refining performance of an experimental Al–5Ti–1B master alloy was optimized when the halide salts were pre-mixed before addition to aluminium melt at 800 °C during the production of the grain refiner. The stirring action provided during salt addition was found to degrade, while a high rate of addition was found to improve, the grain refining efficiency. In view of the above, an improved salt addition practice to ensure an exceptional grain refining performance is claimed to comprise the following steps: melting commercial purity aluminium ingot; addition of pre-mixed salts to molten aluminium at 800 °C, at once to facilitate a rapid salt reaction, gently mixing the salts with the aluminium melt without introducing any stirring. The grain refiner master alloy thus produced gives an average grain size of 102 μm 2 min after inoculation.     

近液相线半连续铸造A356铝合金显微组织

采用近液相线半连续铸造法制备铸造A356铝合金，获得金属半固态加工要求的细小，等轴的“非枝晶”组织，研究了铸造温度、保温时间及冷却速度对该组织的影响规律。结果表明，在液相线附近，降低铸造温度，有利于减小晶粒尺寸；晶粒平均等积圆直径最小可达42．6μm，初始固相体积分数最多可达98．4％，同一温度下，晶粒尺寸随保温时间的延长而粗化；冷却速度快，晶粒尺寸细小；同一铸锭，其中心部位的组织比边缘部位的组织粗大，且分布均匀、等轴特征明显。     

低频电磁场对7050铝合金铸锭组织的影响

通过在常规半连续铸造过程中施加低频电磁场的方法制备了直径为162mm的7050铝合金铸锭,研究了电磁场对铸锭铸态组织的影响。结果表明,低频电磁场对7050铝合金铸态晶粒尺寸和组织形貌具有显著的影响。施加磁场后铸锭组织变得非常均匀、细小,平均晶粒尺寸由230μm细化至42μm左右,晶粒形貌由粗大枝晶转变等轴晶。电磁场频率和强度对晶粒细化具有重要的影响。对于低频电磁铸造162mm的7050铝合金铸锭,最佳电磁场参数:电磁场频率为25Hz,磁场强度为12800～16000At。