Sc,Zr和Ti对纯铝组织和力学性能的影响

通过向工业纯铝中分别添加等量的Sc,Zr和Ti元素,研究和对比了3种晶粒细化剂对纯铝组织和力学性能的影响。结果表明,0.2%Sc对纯铝的细化效果较弱,但合金的强度和硬度得到很大的提高,且塑性下降不多;添加0.2%Ti时所产生的细化作用优于0.2%Zr,使合金的平均晶粒尺寸减小到160μm左右,同时使合金的强度、硬度及塑性达到了合理的配合。     

Sc、Ti对纯铝组织和力学性能的影响

通过向工业纯铝中添加微量Sc、Ti元素,研究了Sc、Ti微合金化对该合金微观组织和力学性能的影响。结果表明:0.2%Sc和0.2%Ti复合的晶粒细化效果比0.2%Sc单独添加时更加优异,合金平均晶粒尺寸仅为90μm,合金强度和硬度得到显著提高。原因在于Sc、Ti复合微合金化有效降低了Al-Sc共晶点,同时形成的Al_3(Sc,Ti)复合粒子,更加有效充当基体的形核质点,促进晶粒细化。     

Sc、Ti、Zr复合微合金化对纯铝组织和力学性能的影响

通过向工业纯铝中添加微量Sc、Zr、Ti元素,研究Sc、Zr、Ti微合金化对纯铝微观组织和力学性能的影响。结果表明:0.2%Sc和0.2%Ti复合添加时合金的组织完全转变成了细小等轴晶,合金强度和塑性同时得到提高。复合添加0.2%Sc、0.2%Zr和0.2%Ti时的细化效果最为显著,合金平均晶粒尺寸下降到62μm,力学性能比0.2%Sc和0.2%Ti复合添加时提高更多。     

Ti、Zr对纯铝微观组织和力学性能的影响

通过向工业纯铝中单独或复合添加微量Zr、Ti元素,研究了Zr、Ti合金化对纯铝微观组织、力学性能及抗细化衰退性能的影响。结果表明:Zr元素能显著提高纯铝的硬度,对晶粒有一定的细化作用,但其细化效果远不及Ti;Ti元素具有较强的晶粒细化效果,但对合金的硬度影响较Zr元素小;当Zr、Ti复合添加时,Ti能明显改善Zr元素对晶粒的细化能力,使细化后的合金达到强度、硬度和塑性的合理匹配。Zr、Ti复合孕育剂具有良好的抗晶粒细化衰退性能,这很大程度上取决于Al3(Ti,Zr)粒子优异的晶粒细化性能、热稳定性能及抑制晶粒长大性能。     

Ti、Zr复合微合金化对合金的抗晶粒细化衰退性能影响

采用铸锭冶金法制备了Ti,Zr单独及复合微合金化的铝合金,采用OM、SEM、EDS及XRD等手段,研究并对比了Ti,Zr单独及复合添加时对合金晶粒的细化作用及在不同保温时间下对合金抗晶粒细化衰退性能的影响。结果表明,Ti,Zr复合添加时的晶粒细化效果比等量的Zr或Ti更加优异,且对合金晶粒细化衰退的抑制作用更加显著,当Al-0.15Zr-0.15Ti合金熔体的保温时间长达110 min时,合金仍保持着良好的晶粒细化作用。     

微量Cr、Mn、Ti、Zr细化7A55铝合金铸锭组织的效果与机理

采用光学显微镜、扫描电镜及能谱分析术研究了复合添加微量Cr、Mn、Ti、Zr细化7A55合金铸锭组织的效果和机理.结果表明:复合添加0.04%Ti 0.17%Zr能在一定程度上细化7A55合金铸锭组织,复合添加0.20%Cr 0.20%Mn 0.03%Ti能够显著细化铸锭组织,其细化机理为含有Cr、Mn的原子团簇作为Al3Ti形核的基底促使α-Al成核;复合添加微量0.04%Cr 0.04%Mn 0.03%Ti 0.18%Zr产生了极强烈的晶粒细化效果,其细化机理为含有Cr、Mn的原子团簇作为Al3Ti、Al3Zr共同形核的基底使Al3(TixZr1-x)形核,Al3(TixZr1-x)使α-Al形核.随着Cr、Mn含量增加,铸锭晶粒向枝晶化、粗大化方向发展.     

Zr、RE对含Ti5182铝合金铸态组织及性能的影响

采用金相显微镜、扫描电镜、X射线衍射等分析手段,研究Zr、富铈混合稀土(RE)对Ti含量为0.03%的5182铝合金铸态组织及性能的影响.研究发现Zr细化5182铝合金晶粒能力强于RE;而RE细化5182铝合金二次枝晶的能力强于Zr.0.20%的Zr和0.20%的RE复合细化的合金具有Zr及RE细化合金的某些优点,不仅硬度最高,同时晶粒最细.Ti联合RE可使5182铝合金中析出相的形态及分布发生改变,析出相的球化程度明显增加.Zr细化的合金中,出现含Al、Ti、Zr的规则块状析出相,起到异质形核作用;添加RE的合金中,出现含Al、Ti、RE的规则块状相.     

添加微量Sc对Mg-3%Li合金组织与性能的影响

用真空感应熔炼炉制备了Mg-3%Li和Mg-3%Li-1%Sc两种不同成分的合金。对Mg-3%Li-1%Sc合金进行了固溶和时效热处理。分析了添加Sc对合金组织及性能的影响。结果表明,添加1%Sc后,Mg-3%Li合金的晶粒细化,组织更加均匀,经200℃×9h时效热处理后,Mg-3%Li-1%Sc合金的硬度更高,综合力学性能得到提高。MgSc点状相在基体上均匀地弥散析出和晶粒细化是合金强化的主要原因。     

TiN/Ti细化剂加入量对Al-7.0Zn-2.5Mg-2.5Cu合金铸态组织和性能的影响

采用高能球磨的方法制备了一种纳米TiN/Ti复合晶粒细化剂,研究了该细化剂的加入量对A1-7.0Zn-2.5Mg-2.5Cu合金铸态组织和性能的影响.结果表明,纳米TiN/Ti复合晶粒细化剂对合金具有良好的细化效果.当细化剂的加入量为0.3％时,合金的平均晶粒尺寸由未添加细化剂的297.5 μm细化至178 μm,初生α相细化同时,组织中的共晶体被细化分散.加入量为0.5％时,晶粒尺寸又呈增大趋势.细化剂添加量小于0.3％时,合金的抗拉强度及显微硬度随着细化剂加入量的增大而增加.当细化剂的加入量为0.3％时,抗拉强度与显微硬度均达到最大值,抗拉强度为243.9 MPa,较未添加细化剂试样提高了近10％;显微硬度为HV143.5,较未添加细化剂试样提高了20％.其拉伸断口为脆性解理断口和撕裂棱组成的复合断口.     

微量元素Zr+Sc与凝固速度对铸造Al-Li-Cu-Mg合金组织性能的影响

通过控制微量元素Zr+Sc与凝固速度,对铸造Al-Li-Cu-Mg合金进行熔体处理,研究两种因素对合金微观组织及性能的影响。利用光学显微境、场发射扫描电镜、X射线衍射仪、万用拉伸机等分别对合金的微观组织标定及力学性能进行分析和测试。结果表明：向Al-5Li-4Mg-3.5Cu基础合金中加入Zr+Sc后,合金的铸态晶粒得到明显细化,基体晶粒形貌由树枝状转变为近似等轴晶。向基础合金中加入0.2%Zr+0.4%Sc时达到晶粒细化极值,继续添加Zr+Sc元素则会降低细化效果,恶化合金组织;经过力学性能测试可知,添加0.2%Zr+0.4%Sc的合金的力学性能有了较大的提高,相比于基础合金抗拉强度提高了约48.57%,伸长率提升了27.93%;快速凝固时,添加0.2%Zr+0.4%Sc合金仅有Al2MgLi、Al3Zr、Al3Sc和Al8.9Li1.1相的析出,析出相的数量很少且尺寸极小。     

La、Zr微合金化对Al-5Mg-0.2Ti合金微观组织和力学性能的影响

采用铸锭冶金法制备了含稀土La和Zr的Al-Mg-Ti合金,通过力学性能测试及金相显微镜、扫描电镜、能谱和X射线衍射仪,观察分析了La、Zr微合金化对Al-Mg-Ti合金微观组织和力学性能的影响。结果表明,添加0.2%Zr能有效细化Al-Mg-Ti合金晶粒,说明Ti、Zr的细化作用是相容的,同时基体中析出的脆硬相Al_3Zr能显著提高合金硬度,但弱化了晶粒细化对合金强度和塑性的影响。0.2%La和0.2%Zr复合添加时的细化效果更为显著,合金的平均晶粒尺寸仅为55μm,同时La的添加有效避免了脆硬相Al_3Zr的析出和粗化,使合金的强度和塑性都得到了显著的提高,而硬度变化较小。     

微量Sc、Ti对商业纯Al拉伸性能的影响

研究了微量Sc、Ti对商业纯Al微结构和室温拉伸性能的影响.发现Sc、Ti联合添加能显著细化纯Al晶粒尺寸,而且细化效果随Ti含量增加而增加.Al-Sc-Ti合金托伸性能的改善主要与次生Al_3(Sc,Ti)沉淀有关,而与晶粒尺寸关系不大.尽管Ti含量增加能适当提高合金的热稳定性和屈服强度,但会导致最大抗拉强度和应变硬化强度降低.     

AlTiB晶粒细化剂对ZL210A合金显微组织及力学性能的影响

采用外加微量Al Ti B晶粒细化剂的方法以提高ZL210A强度塑性匹配的稳定性。结果表明:Al Ti B晶粒细化剂可以显著增加ZL210A合金在凝固过程中的形核核心,细化ZL210A合金的铸态及热处理后的组织,使ZL210A合金的强度及硬度较未添加晶粒细化剂的合金提高5.3%及8.8%,伸长率可大幅提高232%。     

Sc、Er元素在Al-Zn-Mg合金中的作用机理研究

采用直冷半连续铸造法制备了三种不同成分的Al-Zn-Mg-(Sc)-(Er)合金材料。利用金相显微镜、扫描电镜和透射电镜进行微观组织观察,采用差热分析仪测试相变转变温度,测试了硬度、拉伸性能并利用扫描电镜进行断口分析。结果表明:Al-8.5Zn-1.5Mg-0.1Zr合金中添加0.1%Sc+0.1%Er的晶粒细化效果最好,室温拉伸性能最佳,抗拉强度、屈服强度和伸长率分别可达585 MPa、566 MPa和8.3%;添加0.2%Er元素(0.1%Er等量替代0.1%Sc)的合金的晶粒细化效果和室温拉伸性能均明显差于Al-8.5Zn-1.5Mg-0.1Zr-0.1Sc-0.1Er合金;而添加0.4%Er元素(0.3%Er过量替代0.1%Sc)与添加0.1%Sc+0.1%Er元素对于Al-8.5Zn-1.5Mg-0.1Zr合金在晶粒细化和室温拉伸性能方面带来的增益效果较为接近,但较高含量的Er元素添加容易在合金内部形成偏聚的现象。     

Mg对Al-Ti-B、Al-Ti-C中间合金细化铝晶粒效果的影响

试验研究了Mg对Al-5Ti-1B和Al-5Ti-0.2C两种中间合金细化铝晶粒效果的影响,分析了Mg影响两种中间合金细化铝晶粒行为的机制。结果表明,在w(Mg)=1%～7%的范围内,镁含量的增加,对两种中间合金细化铝晶粒的促进作用不显著,但对晶粒形貌有显著的影响;晶粒形貌取决于所用中间合金的种类和Mg添加量大小,相同镁含量时,用Al-5Ti-1B细化比用Al-5Ti-0.2C细化后晶粒的树枝化程度小;细化所用的中间合金相同时,随着镁含量的增加,细化晶粒的树枝化程度增大。     

Al-Ti、Al-Ti-C中间合金对AZ91D镁合金组织和性能的影响

研究了Al-5Ti、Al-5Ti-0．25C和Al-8Ti-2C中间合金对AZ91D镁合金的组织、力学性能和耐腐蚀性能的影响。结果表明,添加Al-5Ti中间合金使晶粒粗化,而添加Al-5Ti-0．25C和Al-8Ti-2C中间合金使晶粒细化,Al-8Ti-2C中间舍金的细化效果明显且细化后组织细小均匀;添加Al-5Ti中间合金使合金的力学性能降低,而添加Al-5Ti-0．25C和Al-8Ti-2C中间合金均使合金的拉伸强度和伸长率得到了提高;添加Al-5Ti、Al-5Ti-0．25C和Al-8Ti-2C中间合金均使合金的耐腐蚀性能得到了改善。对于AZ91D合金而言,Al-8Ti-2C中间合金是一种良好的晶粒细化剂。     

Ti与含Ti或B中间合金对铝晶粒细化效果及抗高温衰退能力的影响

对比研究了电解加钛和含钛或硼中间合金对铝的晶粒细化效果及抗高温衰退能力的影响.结果表明,电解加钛和Al-5Ti中间合金在熔体温度较低时具有较好的晶粒细化效果,但随着熔体温度的升高,细化效果均迅速衰退;电解加钛再熔配加Al-4B中间合金可在熔体温度为720℃时获得最佳的细化效果,随着熔体温度的升高细化效果有所衰退,但衰退速度较慢;在加入Al-5Ti的同时加入Al-4B中间合金可明显提高Al-5Ti的晶粒细化效果和抗高温衰退能力,但效果不如电解加钛加Al-4B中间合金;Al-5Ti-1B中间合金具有最强的抗高温衰退能力,随着熔体温度的升高,晶粒不但不粗化反而有所下降,当熔体温度高于900℃时,才出现衰退现象.对试验结果及晶粒细化机制进行了分析.     

其他元素对Ti或Ti＋B细化铝晶粒效果的影响（2）

研究了难熔金属V、Mo、Zr和Ta对常规Al-4％Ti和Al-5％Ti-1％B中间合金细化工业纯铝(99.8％)晶粒效果的影响。每种难熔金属的含量控制在零到0.30％范围内。在添加Al-4％Ti的情况下,熔体中的Ti含量控制在0.15％的水平;在添加Al-5％Ti-1％B的情况下,将熔体中的Ti含量控制在0.045％的水平。发现V和Mo能提高两种中间合金细化铝晶粒的效果;而Zr则降低它们的效果或使其中毒。Ta含量为0.1％左右时,使中间合金原来的晶粒细化效果减弱至最小,超过这一含量后则使被减弱的晶粒细化效果有所恢复。Al-4％Ti和Al-5％Ti-1％B中间合金原来的晶粒细化效果,分别在Ta含量为0.35％和0.2％左有时得到恢复,Zr和Ta使细化剂中毒的试验结果,可以用形成了替换的金属间化合物来解释。     

SiC对C194铸态合金组织及性能的影响

研究Si C的加入量对C194合金铸态组织和性能的影响。研究结果表明,Si C对C194合金铸态组织有明显的细化效果,能有效减小铸锭晶粒的尺寸。通过Image Pro Plus软件统计得出,当Si C添加量为0.4%时晶粒细化效果最佳,比未添加Si C的合金晶粒尺寸减小了83.1%。合金硬度也得到提高,Si C添加量为0.8%时硬度达到最高值为HB76.7,比未添加时提高了20%。     

Ti含量对Si-Mn系中碳弹簧钢组织及性能的影响

利用EBSD、SEM和洛氏硬度计等手段研究了Ti含量及回火温度对Si-Mn系中碳弹簧钢的奥氏体晶粒尺寸、显微组织及硬度值的影响,并分析和讨论了试验钢中析出物的类型。结果表明:当试验钢中添加Ti后,合金元素Ti容易与C发生反应生成Ti C,Ti C具有细化奥氏体晶粒的效果,且随Ti含量的增加,晶粒的细化效果越明显,当Ti含量为0.095%时,晶粒尺寸约为13.6μm;Ti具有细化马氏体板条束和板条尺寸的效果,且随着回火温度的提高,马氏体板条束界限越来越模糊,向屈氏体组织转变;随着回火温度的提高,弹簧钢硬度值呈现逐渐降低的趋势,少量的合金元素Ti使钢的硬度值稍微的降低。