镁合金晶粒细化的研究进展

综述了变质剂处理法、熔体搅拌法、快速凝固、过热处理等液态工艺和热挤压、等通道角挤压、大比率挤压等固态成型工艺对镁合金晶粒细化的研究进展,系统地讨论了细化剂细化机理、工艺的研究现状和存在的问题,为镁合金晶粒细化的发展和研究提供一些思路和参考。     

Mg-Al基镁合金晶粒细化的研究进展

综述了添加含碳变质剂,含钛、硼细化剂,碱金属,碳族元素,氮族元素,稀土元素和准晶合金对Mg-Al基镁合金晶粒细化的研究进展,系统讨论了各种细化剂对Mg-Al基镁合金的晶粒细化效果,以及对各种细化剂细化机理的研究,旨在为镁合金晶粒细化研究提供一个参考.     

AZ91D镁合金的晶粒细化

AZ91D镁合金属于密排六方结构，它在塑性变形性能和力学性能上呈现较低的特征。采用晶粒细化的方法可在很大程度上改善镁合金的力学性能。选用MgCO3，La2(CO3)3及两者的混和物分别作为AZ91D镁合金的细化剂。实验结果表明，MgCO3和La2(CO3)3作为镁合金的细化剂各有特点，而用MgCO3与La2(CO3)3的混和物细化效果更好。     

铸造镁合金的晶粒细化技术

从晶粒细化方法和晶粒细化机理两个方面总结了不含锆铸造镁合金和含锆铸造镁合金晶粒细化技术的研究进展,并指出新型高效晶粒细化剂的开发和晶粒细化机理的研究是镁合金晶粒细化技术研究的重点.     

添加稀土元素Ce对AZ91D镁合金组织的影响

用金相显微镜、能量色散谱仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD)研究了稀土元素Ce对AZ91D镁合金铸态组织的影响.结果表明,Ce对AZ91D镁合金具有明显的变质效果,加入0.4%Ce后,α-Mg树枝晶变化不明显,晶界上的β-Mg17Al12相呈断续网状分布;加入0.8%Ce后,合金晶界上的离异共晶β相基本上断裂成骨骼状,转变为颗粒状且分布比较均匀;加入1.2%稀土Ce后,枝晶变细,共晶β相完全变为颗粒相,弥散分布于晶界处.微结构分析发现,组织中出现了分布于晶界处的杆状Al10Ce2Mn7化合物.     

变形镁合金晶粒细化及热处理后的组织和性能

通过变形方法细化晶粒提高镁合金塑性.大挤压比(100:1)可获得细晶镁合金挤压薄板,其晶粒尺寸为2.5-12.5μm;大挤压比+轧制确保合金获得平均晶粒尺寸小于5μm的细晶镁合金薄板.通过优化再结晶退火制度使合金具有最佳的组织结构和良好的力学性能.在523K保温20min后细晶(晶粒尺寸小于12.5μm)镁合金板材具有良好的热拉深性能,能成功拉深出质量完好的筒形件,而晶粒尺寸大于25μm,出现不良的热拉深现象.     

电磁-悬浮铸造对变形镁合金晶粒细化的影响

在悬浮铸造的基础上引入了电磁搅拌,并将其与悬浮铸造的优点有机结合,通过不同电磁搅拌时间对悬浮铸造AZ61变形镁合金进行了试验,悬浮剂的加入使合金液中形成了大的能量起伏和成分起伏,有助于形成细晶组织,电磁搅拌的引入加速了悬浮剂和合金母液的均匀混合,有效避免了悬浮剂在合金液中的聚集"搭桥"现象和悬浮剂在铸件中的夹生,结果表明在悬浮剂为2%(质量分数)时进行2 min搅拌时效果最佳,组织的平均晶粒度最小,达到57.5 μm,是悬浮铸造时的三分之一,是金属型铸造的四分之一.析出相Mg17Al12明显减少和细化,并且在基体上的分布更加弥散.电磁悬浮铸造(2min,2%)对比金属型铸造,抗拉强度提高了约20%,屈服强度提高了约30%,延伸率提高了近50%.     

变形镁合金的研究现状

镁合金将成为21世纪最重要的商用轻质结构材料。本文综述了变形镁合金的研究现状，介绍了改善镁合金塑性变形能力的途径。     

稀土Y和Sm对AZ91 D镁合金组织与性能的影响

采用控制变量法研究单一稀土Y和复合稀土Y,Sm元素对AZ91D镁合金微观组织与力学性能的影响,分析稀土元素对AZ91D合金的细化机理。结果表明：复合添加稀土Y和Sm对AZ91D合金的作用效果明显好于单一添加稀土Y对AZ91D合金的作用效果,添加Y和Sm后,生成了块状相Al₂Y相和针状相Al₂Sm相,可以作为α-Mg的有效异质形核点。当加入量为0.8%（质量分数,下同）Y+1.0% Sm时,α-Mg晶粒尺寸最为细小,分布最为均匀,其合金的硬度、抗拉强度及伸长率分别为67.42HV,153.37 MPa和3.62%,改善了铸态AZ91D合金的室温力学性能,但是超过这个最佳添加量后,合金的室温力学性能开始下降。     

镁合金组织细化的途径

综述了镁合金组织细化的国内外研究现状及最新进展.根据处理状态,镁合金细化方法可以分为液态处理法、半固态处理法、快速凝固法以及固态热变形法.分别对工艺方法、细化原理、细化效果、应用状况及存在的问题等热进行了简要的总结和分析,并对未来的研究趋势进行了探讨.     

Mg-9Al-1Zn-(0-0.6)Sr镁合金铸态组织及晶粒细化研究

对含Sr(0.05%~0.6%)AZ91铸态镁合金组织进行了观察,并且采用"边-边匹配"模型研究了其细化机制。结果表明,微量Sr对AZ91铸态组织有明显的晶粒细化效果,Sr含量为0.05%时细化效果最为显著。通过"边-边匹配"模型计算,得到[021]Al4Sr∥[1-1 0]Mg17Al12,(200)Al4Sr∥(332)Mg17Al12,表明微量Sr对AZ91镁合金铸态晶粒细化主要是Al4Sr相为Mg17Al12相的形成提供有效的异质形核核心,从而加速Mg17Al12相对α-Mg枝晶长大的阻碍作用。     

K4169高温合金化学法晶粒细化工艺及机理的研究

(1)本研究工作针对K4169高温合金的结构和物性特点,筛选并制备了适合K4169高温合金的二元和三元金属间化合物型细化剂。微量细化剂的加入不形成夹杂,不改变合金的相组成。(2)在通常的浇注温度1400℃下,对合金熔体进行和不进行均匀化处理的前提下,加入复合细化剂可使圆柱锭的晶粒分别细化至ASTM 1.7级和ASTM 3.2级;断面等轴晶的比例分别达96％和99％以上。当浇注温度为1420℃并对合金熔体进行了均匀化处理时,加入复合细化剂可使晶粒细化至ASTM M10.5级,断面等轴晶的比例达9％以上。成功利用化学法浇注获得细晶叶片样件,该叶片组织比较均匀、成型性好且无铸造缺陷。发现晶粒细化后,细晶试样中的元素枝晶偏析得以减轻,这有利于提高铸件的机械性能;另外,晶粒的形态也改变了,由普通铸造组织中的几乎全部是树枝晶向细晶组织中的粒状晶转变。(3)提出了细晶枝晶粒状化是由球形界面失稳与否、失稳的程度以及晶粒生长的外部环境决定的。建立了失稳判据,指出现有球形界面失稳理论还应考虑元素枝晶偏析、粗化作用以及对流等的影响,比较合理地解释了晶粒细化后变为球状的原因。     

纯锡晶粒细化效果及机理研究

通过光学金相组织观察、SEM和EDS、EPMA分析、硬度测试,研究了不同含量的TiC和TiB2对纯锡微观组织和性能的影响,并初步探讨了细化机理,为细化剂的制备和细化工艺提供了理论依据。结果表明,加入不同含量的TiC和TiB2对纯锡有不同程度的细化效果,并且随着细化剂加入量的增加,细化效果不断增强。当TiC的加入量为0.8%时,纯锡的晶粒尺寸由135μm减小到43μm;当TiB2的加入量为0.6%时,纯锡的晶粒尺寸减小到57μm。纯锡的硬度也随着晶粒尺寸的减小呈增大趋势。     

细化晶粒对钛合金超塑性的影响

钛合金是一种重要的结构材料,晶粒尺寸对其超塑性能有着显著的影响,细晶或超细晶是钛合金在低温或高应变速率条件下获得优异超塑性性能的重要组织条件.概述了国内外钛合金细晶超塑性技术的研究进展,介绍了目前常用的制备细晶钛合金的方法(如大塑性变形法及氢处理技术)及其超塑性性能,展望了钛合金细晶超塑性技术未来的发展趋势.通过晶粒的细化,钛合金超塑性能及成形效率得到了极大提高,有利于实际生产中降低工具损耗和生产成本,为钛合金超塑成形技术的进一步推广和应用奠定了基础.     

AlTiC晶粒细化剂的制备工艺及研究现状

AlTiC是目前铝及铝合金晶粒细化剂中研究的热点.综述了AlTiC的发展背景和历程,并对其在工业中的应用做了说明.比较全面地介绍了国内外的发展现状及各研究单位的制备工艺.阐明了现存的几种晶粒细化机理.由于AlTiC比AlTiB表现出更大的优势,所以AlTiC具有很好的发展前景.     

铝晶粒细化剂Al-5Ti-1B合金的晶粒细化机理

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,比较了TiAl3、TiB2和AlB2对纯铝的晶粒细化作用,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合金的晶粒细化机理。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合金的晶粒细化机理为TiAl3熔解于铝熔体中释放Ti原子,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形成α-Al晶粒直接起到晶粒细化作用;部分Ti原子在TiB2表面偏聚形成TiAl3,TiAl3再与铝熔体发生包晶转变形成α-Al晶粒起到晶粒细化作用。     

高强度低合金钢晶粒细化理论及技术

论述了高强度低合金（HSLA）钢晶粒细化理论及强度提高途径，综述了高强度低合金（HSLA）钢晶粒细化技术及近年来的研究成果，探讨了超细晶技术的理论依据及存在问题。为高强度低合金钢组织超细化技术的理论研究和实际工程应用提供参考。