Al-5Ti-1B细化剂对2024铝合金铸态显微组织的影响

研究了Al-5Ti-1B细化剂对2024铝合金铸态显微组织的影响。结果表明:添加微量的Al-5Ti-1B细化剂,可使2024铝合金的铸态显微组织从粗大的枝晶细化为细小均匀的等轴晶。随着Al-5Ti-1B细化剂添加量的逐渐增加,2024铝合金的晶粒进一步细化。并且Al-5Ti-1B细化剂对2024铝合金的晶粒细化作用具有响应时间短、持续时间长的特点。     

Al-5 Ti-1 B细化剂对7075铝合金组织与性能的影响

研究了Al-5 Ti-1 B细化剂对7075铝合金组织与性能的影响。结果表明：添加微量的Al-5 Ti-1 B细化剂可使7075铝合金的铸态组织从粗大的枝晶细化为细小均匀的等轴晶,随着Al-5 Ti-1 B细化剂添加量的逐渐增加,7075铝合金的晶粒平均直径逐渐减小,抗拉强度和伸长率逐渐提高。当添加0．3％的Al-5Ti-1B细化剂时,7075铝合金被细化为平均直径44．7μm的等轴晶,抗拉强度和伸长率分别提高至311 MPa和4．1％,与未添加Al-5 Ti-1 B细化剂相比,7075铝合金的晶粒平均直径下降了64．3％,抗拉强度和伸长率分别提高了13．1％和45．4％。     

晶粒细化对Al-3.2Si-0.8Mg合金组织性能的影响

采用Al-5Ti-1B合金细化剂对Al-3.2Si-0.8Mg合金进行晶粒细化,采用金相显微镜、激光导热仪和拉伸试验机等研究晶粒细化对Al-3.2Si-0.8Mg合金微观组织、铸造流动性、力学性能与导热系数的影响.结果表明:随着Al-5Ti-1B合金细化剂添加量的增加,Al-3.2Si-0.8Mg合金的α-Al晶粒逐渐细化,铸造流动性、抗拉强度和伸长率逐渐升高,但导热系数略有下降.当Al-5Ti-1B合金细化剂的质量分数增加到0.5%时,Al-3.2Si-0.8Mg合金的晶粒被细化至平均直径约为90.9μm,铸造流动性试样长度为867 mm,抗拉强度为234 MPa,伸长率为10.1%,导热系数为182.7 W·m~(-1)·K~(-1).     

Al-5Ti-B晶粒细化剂细化温度对铝合金细化效果的研究

通过Al-5Ti-1B晶粒细化剂细化温度试验,分析了Al-5Ti-1B晶粒细化剂不同细化温度对A356铝合金金相组织的影响,得出了最佳铝合金金相组织的Al-5Ti-1B晶粒细化剂细化温度。     

流槽中除气和过滤作用对晶粒细化剂添加效果的影响

添加晶粒细化剂有助于改善铸态晶粒尺寸、减小第二相尺寸分布并减少热裂倾向.然而,铝合金半连续熔铸中存在细化剂利用率较低、晶粒细化效果不佳的问题,影响产品质量.对流槽不同区域在线取样来分析除气和过滤作用对Al-5Ti-1B细化剂细晶效果的影响.通过荧光光谱仪和偏光金相观察细化剂添加后主要细晶元素Ti和B含量及α-Al晶粒尺寸的变化,结合TiB2和TiAl3的尺寸分布粗算过滤比例,最后采用晶粒尺寸预报模型研究熔体中TiB2数密度的改变对细晶行为及细晶效果的影响.研究表明:除气对细晶效果影响不大,而二次过滤后大部分TiAl3和60％TiB2颗粒会被过滤.TiB2的筛除造成有效形核质点数密度的大幅降低,细晶效果下降近一半,α-Al晶粒尺寸由93 μm增长至144 μm.     

杆状Al-5Ti-1B中间合金的组织形貌及对铝合金晶粒细化效果研究

采用光学显微镜、扫描电镜、能谱分析等手段对比分析了四个不同厂家生产的Al-5Ti-1B杆状晶粒细化剂的化学成分、组织及对铝合金的细化效果。结果表明,1#杆状Al-5Ti-1B晶粒细化剂成分达到YS/T447.1-2011标准中A等Al-5Ti-1B中间合金的要求,与其他三种Al-5Ti-1B晶粒细化剂相比具有最优的晶粒细化效果。     

电磁搅拌对Al-5Ti-1B的显微组织与晶粒细化能力的影响

在中间包对Al-5Ti-1B熔体施加电磁搅拌,然后连续铸挤成Al-5Ti-1B丝,研究了电磁搅拌对Al-5Ti-1B的显微组织与晶粒细化能力的影响,结果表明:电磁搅拌能够阻止TiB2粒子的团聚和沉淀,改善TiB2粒子的分布均匀性,提高Al-5Ti-1B的晶粒细化能力.Al-5Ti-1B的Ti、B元素含量分别为5.08%和1.02%,TiB2粒子平均尺寸为0.74μm,TiAl3相平均尺寸为15.7μm.添加0.2%的Al-5Ti-1B后保温2 min,可使纯铝晶粒从2 800μm细化至68μm,保温120 min,晶粒未见长大.     

脉冲电流对7075铝合金铸态组织的影响

研究了脉冲电流及Al-5Ti-B变质剂对7075铝合金铸态组织的改善和机理。结果表明,通入电脉冲及添加变质剂能抑制二次枝晶的生长,改善铸造组织的形貌,基体主要是均匀的等轴晶和近球形晶粒,同时,与直接浇铸的试样对比,合金中铜和铁元素的偏析现象得到一定程度缓解。     

Al-5Ti-1B合金的有效形核相与晶粒细化机制

Al-5Ti-1B合金是铝及铝合金的高效晶粒细化剂,可显著改善铝及铝合金的加工性能,提高铝材的质量,但Al-5Ti-1B合金对纯铝及铝合金的晶粒细化机制目前尚未研究清楚。本文分别采用Al-5Ti-1B,Al-10Ti,Al-4B合金和TiB2粉末对纯铝进行细化实验,通过比较TiAl3,TiB2和AlB2对铝晶粒的细化作用,利用光学显微镜、X射线衍射仪、扫描电镜和透射电子显微镜,研究了Al-5Ti-1B合金的有效形核相和晶粒细化机制。结果表明,TiAl3是铝晶粒的有效异质形核相,但Al-5Ti-1B合金中的TiAl3因在铝熔体中会熔化而不是铝晶粒的直接形核相。单独的AlB2和TiB2都不是铝晶粒的有效异质形核相,但TiB2通过表面包覆TiAl3后可成为铝晶粒的有效异质形核相。Al-5Ti-1B合金细化铝晶粒的机制为:TiAl3熔解于铝熔体中释放Ti原子,一部分Ti原子通过浓度起伏形成TiAl3,TiAl3再与铝熔体发生包晶转变生成α-Al晶粒直接起到晶粒细化作用。剩余Ti原子在TiB2表面偏聚形成TiAl3,TiAl3再与铝熔体发生包晶转变生成α-Al晶粒起到晶粒细化作用。     

Al-Ti-B对A356铝合金组织和性能的影响

利用Al-5Ti-1B直接变质和细化A356铝合金原铝液,然后观察金相显微组织和测试抗拉强度、延伸率。通过对比变质与未变质的组织性能,分析了Al-5Ti-1B的变质效果,当添加0.65%Al-5Ti-1B时,组织得到明显细化,综合力学性能好。     

溶质Ti对Al-5Ti-1B晶粒细化剂细晶效果的影响

低合金化铝合金的铸态晶粒往往存在粗晶比例高、内外晶粒尺寸分布不均等问题。在晶粒细化剂添加量不变的前提下,通过改变熔体Ti含量的方式,研究溶质Ti含量对Al-5Ti-1B晶粒细化剂细晶效果的影响。采用试验和计算相结合的方式,利用荧光光谱仪测量熔体在保温炉和铸造流槽的元素变化,对铸锭低倍组织的宏观及微观组织偏光观察,通过热力学计算确定溶质Ti含量、生长限制因子Q、α-Al形核温度及其过冷度,揭示溶质Ti对α-Al的形核率和生长率的作用机制。研究表明:低Ti样品的低倍组织中存在大量粗晶和少量羽毛晶,晶粒尺寸呈现内高外低的趋势,分布区间为750~2500μm;高Ti样品低倍组织细小弥散,内外晶粒分布均匀,呈等轴晶,尺寸区间在100~120μm。此外,计算结果显示,当熔体中溶质Ti含量由1.52×10^(-4)%增长至1.07×10^(-2)%时,TiB_(2)/α-Al界面能逐渐增大,润湿角由约180°降低至近似0°,α-Al的瞬态形核率随之提升数十个数量级。同时,通过降低形核过冷度和提高生长限制因子,更高的溶质Ti含量有助于降低α-Al的生长速率。为充分发挥晶粒细化剂的细晶效果,熔铸工序中溶质Ti含量建议不低于1.07×10^(-2)%。     

晶粒细化对Al-Mg-Si-Cu合金组织与性能的影响

采用铝钛硼细化剂对Al-1.2Mg-0.8Si-0.4Cu合金进行晶粒细化,研究了晶粒细化对Al-1.2Mg-0.8Si-0.4Cu合金组织与性能的影响。结果表明:随着铝钛硼细化剂添加量的逐渐增加,Al-1.2Mg-0.8Si-0.4Cu合金的晶粒逐渐细化,合金的抗拉强度和伸长率逐渐提高。当铝钛硼细化剂添加量增加至0.5%时,Al-1.2Mg-0.8Si-0.4Cu合金被细化为37μm的等轴晶,合金的抗拉强度为243MPa,伸长率为10.5%,与未添加铝钛硼细化剂相比,此时合金的抗拉强度提高了43%,伸长率提高了90.9%。     

7050铝合金晶粒细化剂的选择和应用

Zr元素对Al-Ti-B中间合金有严重的"毒化"作用,因此,在生产7050等含Zr的Al-Zn-Mg-Cu系超高强度铝合金时不宜使用Al-Ti-B中间合金细化晶粒。Al-Ti-C有效地改善了Al-Ti-B的缺点,降低偏聚倾向,对"中毒"起抑制或免疫作用。生产7050铝合金铸锭时,控制Zr含量小于0.12%,将铝熔体温度控制在730℃以下,使用Al-3Ti-0.15C中间合金细化晶粒不会产生细化"中毒",有很好的细化效果。     

钆和钬变质对铝-硅-镁合金铸态组织的影响

采用金相显微镜、扫描电子显微镜和X-光衍射仪研究了稀土Gd、Ho变质对Al-7Si-0.4Mg铸造铝合金显微组织的影响。研究结果发现,Gd、Ho变质具有细化初生α-Al晶粒以及对共晶硅变质的作用。添加Gd、Ho可在铸态合金中形成GdAl2Si2和HoAl3化合物,但Ho形成HoAl3化合物的能力最强,综合考虑添加0.1%(质量分数)Gd可以作为该铝合金的细化剂,而Ho由于形成较多高熔点化合物,不适合用作该合金的变质剂或细化剂。     

钇对7085高强铝合金铸态组织的影响

通过金相显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪等实验方法,研究Y对7085高强铝合金铸态组织的影响。结果表明:Y能明显细化7085高强铝合金铸态组织并减少二次枝晶间距。当Y的添加量在0.3%时,铸态组织中晶粒细化效果最为显著,晶粒尺寸从120μm减少到60μm左右。Y在7085高强铝合金中主要以Al6Cu6Y和Al3Y相弥散分布在晶界上,并使得T相由网状结构变为细条状和鱼骨状。     

Y对铸态Al-2.5%Cu合金组织和性能影响的研究

采用扫描电镜、X射线衍射仪、拉伸试验机、涡流导电率仪等实验手段,研究质量分数为0~0.25%的Y对Al-2.5%Cu合金铸态组织和性能的影响。结果表明,Y加入Al-2.5%Cu合金中主要形成Al6Cu6Y与Al3Y相弥散分布在晶界上,且Y可以显著细化α-Al枝晶并减小二次枝晶间距,但随着Y含量的增加,导电率呈平缓下降趋势;Y加入量小于0.20%时,随含量增加细晶作用明显;当Y含量为0.20%时,铸态合金组织中晶粒细化效果最为显著,晶粒尺寸减小至30μm左右,第二相出现球化现象,力学及耐热性能达到峰值;当Y加入达到0.25%时,晶粒粗化,力学及耐热性能下降。     

Al–5Ti–1B合金显微组织与细化机理

采用粉末混合+热挤压和粉末混合+气雾化+热挤压两种工艺制备了Al–5Ti–1B合金杆,研究了两种工艺制备Al–5Ti–1B合金的显微组织,并进行了晶粒细化性能评定。结果表明:两种制备工艺均可以使TiB₂粒子均匀分布,并抑制TiAl₃相的长大。在7050铝合金熔体中分别添加质量分数为0.2%的两种工艺制备的Al–5Ti–1B合金,添加粉末混合+热挤压工艺制备的Al–5Ti–1B合金后,7050铝合金晶粒细化效果不明显,铝合金晶粒尺寸仍达1400 μm;添加粉末混合+气雾化+热挤压工艺制备的Al–5Ti–1B合金后,7050铝合金晶粒细化效果非常好,铝合金平均晶粒尺寸仅有176 μm。根据此实验现象,对Al–5Ti–1B合金晶粒细化双重形核机理提出新的解释。     

锆和钪对Al-Mg铸造合金组织和力学性能的影响

通过金相显微镜、拉伸力学性能测试、XRD等手段研究了在铸造Al-Mg合金中添加不同含量的钪和锆后合金的铸态组织。结果表明,合金添加钪和锆后,明显减小了枝晶网胞尺寸,细化了晶粒。当锆和钪的添加量分别为0.2%、0.4%时,铸造Al-Mg合金组织具有良好的综合性能。     

用电解铝液生产7050铝合金圆铸锭的质量缺陷及其预防措施

基于薄壁管挤压用7050铝合金圆铸锭的化学成分和质量要求,简述了Φ178 mm7050铝合金圆铸锭热顶铸造工艺,分析了用电解铝液生产Φ178 mm7050铝合金圆铸锭热顶铸造过程中出现偏析层超标、晶粒粗大、羽毛状晶等铸造缺陷和漏铝现象的原因并提出了相应的改进措施,实现了生产高品质Φ178 mm7050铝合金薄壁管挤压用圆铸锭的目的。     

2219合金热顶铸造圆铸锭羽毛晶缺陷研究

本文研究了2219合金热顶铸造Φ405 mm规格圆铸锭羽毛晶产生原因及解决措施。结果表明:采取控制2219合金Zr含量、增加配料时废料投入比、铸造时增加Al-5Ti-1B丝在线播种量、避免熔体过热及熔体停留时间过长和调整铸造工艺参数可解决2219合金热顶铸造Φ405 mm规格圆铸锭羽毛晶问题。