冷却速率对粗晶铸造TiAl合金显微组织的影响

采用磁悬浮感应熔炼铸造方法制备了晶粒粗大的TI-46Al-2Nb-2Cr合金.通过显微组织观察,研究了在高温预处理过程中,不同淬火介质下的冷却速率对铸态合金显微组织的影响.结果表明,冷却速率明显影响了粗晶铸造Ti-46Al-2Nb-2Cr合金的显微组织.快速冷却有利于后续热处理晶粒的细化,提高细化效果,加快细化的进程;冷却速率较慢则会降低细化效果,降低细化的速率.     

Al-B中间合金对铝合金晶粒的细化机理

通过对Al-B中间合金在纯铝、Al-0．5％Si、Al-1％Si、Al-1．5％Mg以及Al-4％Cu合金中的晶粒细化作用的实验研究,分析B的晶粒细化机理。结果表明：Al-B中间合金对纯铝的细化作用很弱,仅当B含量高于0,04％时,才表现出一定的细化效果。对于Al-0．5％Si、Al-1％Si、Al-1,5％Mg和Al-4％Cu合金,加入少量的B,对合金几乎没有细化作用：但当B含量达到0.02％时,合金晶粒明显细化,晶粒尺寸显著下降：增加B含量,晶粒尺寸继续下降,但下降速度趋缓。这表明AlB2不能作为液态铝的形核中心,而共晶反应机制是Al-B中间合金具有晶粒细化作用的主要原因。     

Al-3B对亚共晶Al-Si合金的晶粒细化作用

从热分析角度研究Al-3B对Al-7Si的晶粒细化作用,B对Al-7Si晶粒细化的最佳加入量为0.03%。考察了Al-3B对不同Si含量亚共晶铝硅合金的晶粒细化作用,B对高硅含量亚共晶铝硅合金的晶粒细化效果更好。分析了B对亚共晶铝硅合金的细化机理,认为Al-B共晶理论可以有效解释试验现象。     

冷却曲线识别与亚共晶Al-Si合金熔体状态测评

研究了B，Sr含量以及保温时间对Al-7Si合金熔体冷却曲线与凝固组织的影响。利用数字化测温技术、模式识别技术和数字图像分析技术分别进行了冷却曲线和凝固组织的测量与比较，基于大量试验结果积累的数据库，实现了Al-7Si合金熔体组织细化及变质效果的测评。研究结果显示，随着表征曲线相似程度的综合偏差值趋近于0，相应的晶粒尺寸及变质级别差值均向0收敛。冷却曲线的整体形状可以表征包括熔体细化及变质效果在内的Al-Si合金熔体状态。     

Fe、Si对工业纯铝晶粒细化的影响

通过AlTiB晶粒细化剂对高纯铝、工业纯铝的细化及Al-10Ti中间合金、Fe、Si对工业纯铝的细化，研究了Fe、Si在工业纯铝晶粒细化过程中的作用。试验结果表明，0.3％的AlTiB晶粒细化剂对工业纯铝有良好的细化效果，但不能细化高纯铝；Fe、Si作为晶粒细化剂单独加入时，有不同程度的细化作用。分析认为，Fe、Si在工业纯铝晶粒细化过程中有双重作用，即促进型壁晶核的游离和增加α-Al在型壁形核的质点数目。     

超声场作用下Mg-4Al-1Si合金凝固组织

采用自行研制的镁合金熔体超声处理装置对Mg-4Al-1Si合金熔体进行处理,研究超声处理功率、超声处理时间和超声处理温度对其凝固组织及相形貌的影响。结果表明:超声处理可以显著细化Mg-4Al-1Si合金的凝固组织,适当提高超声功率和处理温度以及适当延长处理时间均可增强细化效果。650℃Mg-4Al-1Si合金熔体经270W超声处理50s可以取得较好的细化效果,平均晶粒尺寸为107μm,为未经超声处理合金晶粒尺寸(383μm)的28%。另外,经超声处理的Mg-4Al-1Si合金中Mg2Si相由未经超声处理时的粗大汉字状转变为细小、弥散分布的颗粒状。     

Si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Si元素对Al-5Ti-1B和Al-5Ti-0.2C两种铝用中间合金晶粒细化效果的影响,分析了Si元素影响两种中间合金晶粒细化效果的机制。结果表明,对Al-5Ti-1B和Al-5Ti-0.2C,晶粒细化效果达到最优的Si质量分数分别为2.0%和1.0%。对这两种中间合金,微量Si元素不会影响铝熔体中形核基底的活性;Si元素通过过冷度因子、生长限制因子、离异共晶相、熔体过热度等因素影响细化过程中晶粒的形核与生长,其中离异共晶相是影响中间合金晶粒细化效果的主要因素。     

Al-Si系合金共晶Si变质处理的研究进展

综述了Al-Si系合金中共晶Si变质的研究进展,总结了主要变质剂的应用现状以及影响变质效果的主要因素,总结了变质剂对铸件气孔形成的影响以及变质剂与晶粒细化剂的相互作用。Na和Sr变质剂的研究多集中于变质导致的铸锭或铸件气孔增多的原因及改进方法。冷却速率和合金元素是影响变质效果的重要因素,如何提高低冷却速率下多元AlSi系合金中共晶Si变质等级是重要研究方向之一。Sr和α-Al晶粒细化剂之间存在相互毒化作用,其本质是Sr与细化颗粒之间发生反应,使熔体中的有效变质剂和细化剂含量均降低。通过合理控制变质剂和细化剂的含量及添加顺序等工艺措施,可同时达到变质共晶Si和细化α-Al的目的。此外,开发新型Al-(Si)-Sr-(Ti)-B中间合金也是避免相互毒化作用的有效手段。     

Al-20％Si合金初生硅宏观偏聚和细化的试验研究

利用铜楔形模铸造,通过凝固过程测温,研究了浇注温度、变质剂对Al-20％Si合金初生硅宏观偏聚的影响,及冷却速率对P、Cr和P-Cr复合变质Al-20％Si合金凝固过程中初生硅形貌和大小的影响规律.结果表明:850℃浇注得到的试样初生硅的宏观偏聚最少,就变质剂对初生硅宏观偏聚效果,Cr变质的明显改善,P-Cr复合变质与Cr变质效果相差不多,但远优于P变质;变质剂对初生硅细化和球化作用,P变质效果最好,P-Cr复合变质次之,都大幅好于Cr变质的效果;初生硅细化效果随冷却速率增加而增强,但当冷却速率在某区间时,初生硅大小随冷却速率的变化不敏感.获得宏观偏聚少,形貌好,尺寸小于20 μm的初生硅的最佳工艺条件为:采用P-Cr复合变质,850℃浇注,冷却速率大于10℃/s.     

B,Sr联合处理Al-7Si合金及细化变质效果评估

采用定量金相及化学分析方法研究了B，Sr联合处理对亚共晶Al-7Si合金凝固组织的影响．Al-7Si合金熔体经B，Sr联合处理时，Sr对合金的细化处理效果无明显影响．而B的出现减少了熔体中有效Sr含量，降低了合金的变质处理效果．在此基础上，结合冷却曲线模式识别技术研究了合金熔体状态与冷却曲线凝固段整体形状的关系．随着表征曲线相似程度的综合偏差值仃趋近于零，相应的变质级别差值及晶粒尺寸差值也同时向零收敛．冷却曲线凝固段的整体形状可以表征B，Sr联合处理后合金的熔体状态．通过建立基于大量实验结果累积的数据库，有望实现B，Sr联合处理Al-7Si合金细化变质效果的在线评测．     

重力铸造汽车气缸盖用AlSi7Cu3Mg二次合金的晶粒细化（英文）

研究了AlTi5B1晶粒细化和冷却速率对AlSi7Cu3Mg二次合金显微组织和力学性能的影响。采用阶梯铸模在不同冷却速率下制备添加晶粒细化剂的合金,并利用金相和图像分析技术定量研究了合金的宏观组织和显微组织。研究结果表明,添加AlTi5B1后,整个铸件具有细小均匀的晶粒组织,且在慢速凝固区域效果更显著。当冷却速率增加时,少量细化剂就可使铸件获得细小均匀组织。另外,原材料中的Ti和B以杂质的形式存在,不足以形成有效的晶粒细化效果。利用阶梯铸造法的研究结果研究了重力半固模铸造16V汽油发动机气缸盖。Weibull统计结果表明,晶粒细化改善了合金的塑形变形行为,提高了铸件的可靠性。     

热型连铸Al-1%Si合金线材的试验分析

通过在自行研发的水平式热型连铸设备上制备Al-1％Si合金线材的试验研究，分析型口温度、连铸速度及冷却能力等工艺参数对铸锭表面质量的影响，提出了制备Al-1％Si合金的优化工艺参数。同时，利用本试验制备的Al-1％Si合金线材和传统铸造多晶Al-1％Si线材作试样，分析两者的室温拉伸性能。结果表明，热型连铸制备的Al-1％Si合金线材和传统铸造多晶Al-1％Si线材相比，屈服强度提高41．4％，屈强比提高37．8％，伸长率提高49．1％，并具有良好的导电性能。     

晶粒细化对铸造Al-7Zn-2.5Mg-Cu合金性能的影响

在铸造Al-7Zn-2.5Mg-Cu合金中分别加入0.2％、0.5％、0.8％和1.2％的Al-5Ti-B细化剂,研究了细化剂加入量对合金的微观组织、抗拉强度和热裂倾向的影响.结果表明,Al-5Ti-B细化剂明显细化Al-7Zn-2.5Mg-Cu合金的组织.随着细化剂添加量的增加,晶粒尺寸先减小,后稍微增大,在加入量为0.8％时,晶粒尺寸最小,为66μm.随着晶粒尺寸的减小,Al-7Zn-2.5Mg-Cu合金的共晶体数量增多,抗拉强度增加,热裂倾向减小.抗拉强度与晶粒尺寸的关系为σb=47.227 11+1 325.354 77×d-1/2,热裂倾向与晶粒尺寸的关系为H=41.739 12+0.573 3×d.共晶组织也影响合金的抗拉强度和热裂倾向.试验范围内,共晶组织增多,抗拉强度降低,热裂倾向先降低后升高.     

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。     

外场对水平连铸Al-1Si合金组织细化的影响

研究了电磁场和超声场对Al-1Si合金晶粒细化的影响。研究结果表明在结晶器外部施加电磁场,随着电流强度的增加,合金的晶粒得到了细化,但当电流增大到120A时,晶粒却发生了粗化;对金属熔体施加超声场以后,晶粒得到了明显的细化,平均晶粒度由94.1μm降为31.2μm。对外场作用下水平连铸Al-1Si合金的组织细化机理进行了探讨。     

铝合金中Si含量对Al-Ti-C细化效果的影响

试验研究了Al-5Ti-0.25C中间合金对Al-Si合金的晶粒细化行为的影响。试验以含Si量质量百分数分别为1%、2%、3%、3.5%、4%、5%的Al-Si合金为细化对象,结果表明,当Si含量低于3%时,Al-5Ti-0.25C对Al-Si合金的细化效果随含Si量增加而变好,且衰退现象减弱,3%Si时细化效果最好,衰退最不明显;当Si含量高于3%时,细化效果则随含Si量增加而急剧变差,衰退也愈加明显。     

不同状态中间合金对A356合金组织的影响

分别采用空气、冰水和液氮3种不同冷却方式制备了Al-4Ti-B和Al-10Sr中间合金,通过3组对比试验分析了不同冷却方式Al-4Ti-B中间合金和Al-10Sr中间合金对A356细化和变质效果的差异.结果表明,同时添加液氮深冷处理的Al-4Ti-B和Al-10Sr中间合金对A356铝合金的细化变质效果最好,α-Al晶粒变为细小等轴晶,共晶硅相变得更加细小圆整,且在α-Al基体中分布更加均匀.     

Al-10Sr和Al-5Ti-0.2C对ZL101合金组织的影响

在ZL101合金熔体中分别或同时添加不同量的Al-10Sr和Al-5Ti-0．2C，保温不同时间，利用光学显微镜和电镜扫描，研究了Al-10Sr，Al-5Ti-0．2C对ZL101合金组织的影响规律。试验结果表明，向ZL101合金中添加质量分数为0．5％的Al-10Sr，可使共晶Si从粗大的针、片状转变为细小的短纤维状，同时促进了α-Al枝晶的形核生长，晶粒尺寸在100-250μm之间。若添加质量分数为0．2％的Al-5Ti-0．2C，可使初生α-Al晶粒成为40-70μm的等轴晶，对共晶Si也有一定的变质作用。当同时加入Al-10Sr和Al-5Ti-0．2C时，α-Al枝晶和共晶Si同时得到细化和变质，这主要归功于Al-10Sr和Al-5Ti-0．2C对ZL101合金细化变质的交互作用。     

电解低钛铝制备Al-9%Si合金的晶粒细化

分别以纯铝和电解低钛铝为母材制备Al-9%Si合金,对Al-5%Ti、Al-5%Ti-1%B和Al-4%B中间合金对纯铝制备合金的晶粒细化效果与Al-4%B对电解低钛铝制备合金的晶粒细化效果进行了对比试验研究。结果表明:Al-5%Ti-1%B中间合金的细化效果明显优于Al-5%Ti中间合金,向电解低钛铝制备的Al-9%Si合金中按51∶钛硼质量比添加Al-4%B中间合金,可获得比Al-5%Ti-1%B中间合金更好的细化效果;在硼添加量较低时,细化效果也优于Al-4%B细化纯铝制备合金。对试验结果进行了讨论,对铝硅合金的细化机理进行了分析。     

快速凝固Al-5Ti-B和Al-10Ti对铝及铝合金的细化效果研究

利用扫描电镜、光学显微镜分析了快速凝固和普通凝固Al-5Ti-B和Al-10Ti中间合金对纯Al和Al-7Si合金的晶粒细化效果.结果表明:快速凝固Al-Ti中间合金在细化纯Al和Al-7Si合金晶粒组织时比普通中间合金的效果更好,主要是因为快速凝固中间合金中具有大量细小弥散的块状Al3Ti相颗粒.这些Al3Ti弥散颗粒可以作为α-Al的形核核心、增强TiB2粒子的形核能力,从而增强快速凝固中间合金的细化能力.