Al-4.99Zr-1.1B合金的显微组织及其对AZ31镁合金的晶粒细化作用(英文)

采用K2Zr F4、KBF4混合粉末与铝熔体原位合成方法制备了Al-4.99Zr-1.1B合金,利用X射线衍射仪、光学显微镜和扫描电镜,研究了Al-4.99Zr-1.1B合金的显微组织及其对AZ31镁合金的晶粒细化作用。结果表明:Al-4.99Zr-1.1B合金中含有大量细小的Zr B2粒子。随着Al-4.99Zr-1.1B合金添加量的增加,AZ31镁合金的α-Mg晶粒逐渐细化,晶间β-Mg17Al12相从网状转变成细小块状。添加0.6%的Al-4.99Zr-1.1B合金,可使AZ31镁合金的α-Mg晶粒从170μm细化到45μm。Zr B2粒子作为α-Mg晶粒的异质形核核心使α-Mg晶粒得到细化。     

Microstructure of Al-4.99Zr-1.1B Master Alloy and Its Grain Refinement Effect on AZ31 Magnesium Alloy

采用K2Zr F4、KBF4混合粉末与铝熔体原位合成方法制备了Al-4.99Zr-1.1B合金,利用X射线衍射仪、光学显微镜和扫描电镜,研究了Al-4.99Zr-1.1B合金的显微组织及其对AZ31镁合金的晶粒细化作用。结果表明:Al-4.99Zr-1.1B合金中含有大量细小的Zr B2粒子。随着Al-4.99Zr-1.1B合金添加量的增加,AZ31镁合金的α-Mg晶粒逐渐细化,晶间β-Mg17Al12相从网状转变成细小块状。添加0.6%的Al-4.99Zr-1.1B合金,可使AZ31镁合金的α-Mg晶粒从170μm细化到45μm。Zr B2粒子作为α-Mg晶粒的异质形核核心使α-Mg晶粒得到细化。     

合成温度对Al-5Zr-1.8B合金组织与细化能力的影响

以K2Zr F6、KBF4粉末和纯Al为原料,采用熔体反应法制备镁合金晶粒细化剂Al-5Zr-1.8B合金。利用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪等,研究了合成温度对Al-5Zr-1.8B合金的组织和晶粒细化能力的影响。结果表明,Al-5Zr-1.8B合金的细化能力随着合成温度的升高出现了先提高再降低的趋势,合成温度为850℃时合成的Al-5Zr-1.8B合金晶粒细化效果最好。添加0.6%的Al-5Zr-1.8B合金,AZ91D镁合金的晶粒被细化至108μm,抗拉强度和伸长率分别提高到204 MPa和3.94%,比未添加细化剂相比,AZ91D镁合金的晶粒尺寸下降了67.07%,抗拉强度和伸长率分别提高了31.61%和27.92%。晶粒细化机制可归结为Zr B2粒子作为α-Mg的异质形核核心。     

Al-5Zr-xB细化剂组织及对AZ91D合金的细化作用

采用KBF4和K2ZrF4混合粉末与铝熔体反应制备镁合金用Al-5Zr-xB细化剂,利用光学显微镜、X射线衍射仪和扫描电镜,研究了Al-5Zr-xB镁合金细化剂的显微组织及其对AZ91D镁合金的晶粒细化作用。结果表明,Al-5Zr-xB细化剂中含有大量细小均匀的ZrB2粒子,ZrB2粒子团聚分布在α-Al晶界上。细化剂中的B含量越高,ZrB2粒子的数量越多,晶粒细化能力越强。添加0.2%的Al-5Zr-1.8B细化剂,可使AZ91D镁合金中的α-Mg晶粒细化至120μm,抗拉强度和伸长率分别提高至213 MPa和4.95%,与未添加Al-5Zr-1.8B细化剂相比,AZ91D镁合金的晶粒平均直径下降了63.4%,抗拉强度和伸长率分别提高了15.1%和30.3%。     

Al-5C中间合金对AZ31镁合金的细化机理

采用粉末原位合成工艺制备Al-5C中间合金,研究Al-5C中间合金对AZ31镁合金晶粒细化的影响及细化机理。结果表明：Al-5C中间合金由α（Al）和 Al 4 C 3两相组成,Al 4 C 3颗粒的尺寸分布由烧结时间控制。Al-5C中间合金能显著地细化AZ31镁合金晶粒尺寸,当Al-5C中间合金添加量低于2%时,随着Al-5C中间合金添加量的增加,AZ31镁合金晶粒尺寸减小。晶粒细化机理是由于 Al4C3与 Mn 反应生成的Al-C-Mn 颗粒能作为初生α-Mg晶粒的异质形核基底,从而细化晶粒。     

Al-3Ti-3B中间合金对AZ31镁合金晶粒细化的影响

利用OM、XRD、SEM和EPMA等手段研究了Al-3Ti-3B细化剂对AZ31镁合金微观组织的影响。结果表明,添加适量的Al-3Ti-3B细化剂能使铸态AZ31镁合金粗大的树枝晶转变为均匀的等轴晶;加入量为0.4%时取得了较好的细化效果,固溶处理后的AZ31镁合金平均晶粒尺寸由300μm减小到50μm。TiB2和AlB2粒子的异质形核作用是促使晶粒细化的主要机制,且TiB2粒子在晶界上的偏聚可进一步阻碍晶粒长大。     

Al-5Ti-1B对AZ31合金组织与性能的影响

研究了Al-5Ti-1B中间合金不同添加量对AZ31镁合金显微组织和力学性能的影响。结果表明,在AZ31镁合金中添加Al-5Ti-1B中间合金有利于组织性能的改善。在试验中,添加量控制在0.5%为佳,此时,合金晶粒尺寸达到最小,约为170μm,是AZ31镁合金未添加细化剂时晶粒尺寸的30%,抗拉强度及伸长率分别达到最大。AZ31镁合金组织性能的变化主要与Al-5Ti-1B中间合金中的游离Ti和TiB2有关。     

Mg—Al—C中间合金对AZ31镁合金的晶粒细化

通过特种粉末冶金法制备了一种用于Mg-Al系合金晶粒细化的Mg-Al-C中间合金,初步分析了Mg-Al-C中间合金对AZ31镁合金的细化机理. 在该中间合金中,Al(C)固溶体分布在Mg颗粒的界面上.细化试验表明,该中间合金对AZ31(Mg-3Al-1Zn)合金有良好的细化作用.当加入3%该中间合金时,AZ31的晶粒尺寸由原来的850 μm减小到260 μm.     

高品质Al-5Ti-1B合金线的组织与晶粒细化性能

采用等离子体发射光谱仪、光学显微镜、X射线衍射仪和扫描电镜,研究了高品质Al-5Ti-1B合金线的化学成分、显微组织和晶粒细化性能。结果表明,高品质Al-5Ti-1B合金线的Ti、B合金元素含量稳定,Fe、Si、V、K杂质元素含量低。合金线的组织均匀细小,无氧化夹杂物,TiAl3相平均尺寸为16.7μm,TiB2粒子平均尺寸为0.73μm。添加质量分数为0.2%的高品质Al-5Ti-1B合金线可使纯铝铸态晶粒细化到75.7μm,晶粒细化响应时间块,抗衰退能力强,适应铝熔体温度范围宽。研究结果可为细化剂生产企业和铝加工企业在生产、选用高品质Al-5Ti-1B合金线时提供参考。     

Mn-30Al中间合金对镁合金的晶粒细化

采用真空淬火炉制备出含ε-AlMn相的Mn-30Al中间合金和含γ_2-Al_8Mn_5相的Mn-30Al中间合金,观察了两种中间合金的组织,并探讨ε-AlMn相、γ_2-Al_8Mn_5相、Mn和Al对镁合金的晶粒细化效果.试验表明,相比添加Mn、Al,含γ_2-Al_8Mn_5相的Mn-30Al中间合金对AZ31镁合金存在一定的细化效果,含ε-AlMn相的Mn-30Al中间合金对AZ31镁合金具有更好的细化效果.当含ε-AlMn相的Mn-30Al中间合金添加量为0.4%时,AZ31镁合金的晶粒尺寸由原来的898μm减小至320 μm,Mg-Zn合金晶粒尺寸由原来的320 μm减小至180μm.通过面错配度计算,ε-AlMn可以成为初生α-Mg晶粒的良好异质形核核心.     

镁合金材料的发展与研究

比较系统地介绍了镁合金的发展历史和变形镁合金的发展，分析了镁合金组织的细化方法和发展状况、镁合金所面临的问题及解决措施。     

Al-TiC中间合金的制备及对AZ91合金铸态组织的细化效果

采用铸造接触反应法制备Al-TiC间合金，EPMA和XRD分析显示，反应温度和保温时间是TiC颗粒原位合成的重要工艺参数，基于热力学计算和动力学分析探讨了原位TiC颗粒的形成机制。在AZ91镁合金熔体中加入0．3％的Al-10％TiC间合金可明显细化晶粒尺寸，由基体合金的107μm降至57μm，降低幅度约为47％。晶粒细化机制可归结为TiC颗粒作为初生α-Mg的异质晶核。     

Al-C和Al-Ti-C中间合金对AZ91合金晶粒的细化

制备出两种用于AZ91合金晶粒细化的Al-C和Al-Ti-C中间合金.结果表明:这两种中间合金对AZ91合金均有良好的晶粒细化作用.向AZ91合金中加入1%的Al-C中间合金可使晶粒由原来的约130μm减小至65μm左右;向AZ91合金中加入1%的Al-TI-C中间合金可使晶粒由原来的约130μm减小至45μm左右.然而,两种中间合金添加量分别大于1%时,晶粒尺寸没有进一步的变化.分析认为:Al-C和Al-Ti-C中间合金起晶粒细化作用的分别是Al4C3相和Al4C3和TiC复合相.     

镁合金晶粒细化的研究现状及发展

阐述镁合金晶粒细化的研究现状,对合金化、大应变量机械形变、半固态成形、挤压铸造、快速凝固粉末冶金等晶粒细化手段进行分析,指出现阶段存在的问题和今后的工作方向.     

Al-Si-Mg合金的晶粒细化工艺及细化机理研究

通过对Al-5Ti-Mg中间合金细化作用的实验研究发现,Al-Si-Mg合金晶粒尺寸明显减小,合金的力学性能提高,尤其是伸长率,并且具有很好的抗衰退能力。细化作用是由于Al3Ti与稳定的TiB2颗粒共存于熔体中,并且Al3Ti在硼化物的{0001}基面上形成稳定的膜。α-Al的生核发生在Al3Ti膜上。σ-Al仅限于在{0001}晶面上生核,表明决定生核效率的主要因素是{0001}晶面的面积。     

Al-B中间合金对用电解低钛铝制备的Al-Mg-Si变形合金的晶粒细化作用

研究了Al—B中间合金对用电解低钛铝合金制备的Al-Mg-Si变形合金的晶粒细化作用。结果表明，按硼钛质量比1：5的比例加入Al-B中间合金，可获得理想的晶粒细化效果。研究结果扩大了Al-B中间合金作为晶粒细化剂的使用范围，也为Al-Mg—Si变形合金的制备与晶粒细化处理提供了一条新的途径。     

含钪铝合金轮毂的发展

介绍了铝合金轮毂发展的现状和前景。分析了稀土钪细化铝合金组织的机制。铝合金中添加微量钪能显著提高其性能,因此铝钪合金轮毂的应用和发展前景广阔,可以充分发挥我国的钪资源优势。     

高强韧Al-Si(A357)合金的晶粒细化研究

对高强韧Al-Si(A357)合金晶粒细化技术进行了研究.结果表明:采用Ti,B复合细化时,细化效果比单一Ti,B,Zr细化效果更好,随B量增加,同时细化效果明显改善.采用Ti,B,Zr复合细化时,当Ti/B=1,0.2时,Zr促进晶粒细化:当Ti/B=5时,Zr却阻碍晶粒细化.Al-5Ti-1B细化剂对Al-Si合金具有良好的细化效果.对于Al-Si合金而言,最佳的工艺为720℃加入4%的细化剂,保温5～10 min.     

Al-Si合金的细化与Ti偏析的研究

研究了不同处理时间、不同位置对Ti偏析及细化效果的影响。结果表明，保温4h，A1—5Ti-1B的细化效果达到最佳。Ti在铸件顶端和底部的偏析程度不一样，在底部偏析更为严重，这主要是由于Ti在浇注过程中聚集的结果。     

Zr在镁合金中晶粒细化行为研究进展

介绍了Zr在镁合金中的晶粒细化机理及镁合金中加Zr方法、以及Zr损耗行为,综述了含Zr镁合金的发展及应用,展望了含Zr镁合金应关注的方面。