铝及铝合金α—Al晶粒细化方法的进展

本文综述了国内外晶粒细化方法的发展史及铝和铝合金晶粒细化的最新进展，对内生形核质和添加外来形核质细化晶粒的方法和细化效果进行了详细的比较，指出添加ＡｌＴｉＢ中间合金晶粒细化剂是最有效的细化方法，最后阐述了最新的利用组织遗传性提高细化效果的理论及铝及铝和铝合金自身细化理论及应用。     

铝合金组织遗传现象及其利用的研究

通过试验证实了铝合金中组织遗传现象的存在，并对其遗传机理进行了初步探讨，提出了熔体中的弥散质点是组织遗传“基因”的观点，在此基础上研究了一种在铝合金熔体中加入少量细晶粒来细化组织、提高力学性能的方法，从而使合金的σｂ和δ分别提高了５～１５％和３０～１００％。     

TCBp及AlNp对Al-9Si-3Cu合金导热及力学性能的影响

采用B掺杂型TiC粒子(TCB_p)及纳米AlN粒子(AlN_p)对Al-9Si-3Cu合金进行晶粒细化及强化处理,通过光学显微镜、场发射扫描电镜、万能试验机、激光导热测试仪等对Al-9Si-3Cu合金的微观组织、力学及导热性能进行测试和分析。结果表明:以晶种合金形式添加TCB_p及纳米AlN_p后,Al-9Si-3Cu合金的α-Al晶粒明显细化,AlN_p分布于合金共晶区;铸态合金的抗拉强度和伸长率由209 MPa和4.5%提高至228 MPa和7.3%,分别提高了9.1%和62.2%。经180℃时效6 h后,抗拉强度及伸长率进一步提升至239 MPa和9.6%;添加晶种合金并经时效处理后,Al-9Si-3Cu合金的热导率由197.2 W/(m·K)提升至198.2 W/(m·K)。基于TCB_p及纳米AlN_p的协同作用制备了一种高导热高强韧Al-9Si-3Cu合金。     

压力铸造对Al-Si-Cu合金组织的影响

本文研究了压力铸造条件下Al-Si-Cu多元合金的显微组织,通过与重力铸造条件下的比较发现：压力铸造不仅能明显细化Al-Si-Cu合金中的共晶组织和初生相(初生α-Al或初生硅),而且可以改善Al-Si-Cu多元合金中金属问化合物的形态和分布,甚至改变析出相的构成。     

变形处理Al—P中间合金对Al—Si合金变质作用的影响

将Al-2.5%P中间合金锭挤压成丝材能显著改善中间合金中AIP颗粒的分布形态,增加AIP的表面自由能。比较了Al-2.5%P中间合金锭和丝材对Al-Si合金的变质时间,发现采用Al-2.5%P中间合金丝能缩短变质时间,约15min即能使Al-Si合金获得良好的变质效果,更符合实际生产的要求。     

在位生成TiB2／Al—Si—Mg复合材料的组织与性能

结合LSM法和MCR法原位反应生成TiB2粒子增强Al-Si-Mg复合材料。研究发现,原位生成TiB2粒子呈等轴状且尺寸＜1um,大都均匀分布在共晶组织中,与共晶Si交织在一起,在α（Al)中只有少量的TiB2粒子。原位TiB2粒子可明显强化Al-Si-Mg复合材料,且随着TiB2粒子数量的增加,强化效果也随之提高,而且延伸率也略有升高,如6％TiB2/Zl104复合材料室温拉伸强度可达296MPa,延伸率为5．5％,热处理（T6)可将共晶Si由原先的连续棒状变为孤立的颗粒状,大幅度提高材料抗拉强度,使6％TiB2/Zl104复合材料室温拉伸强度达386MPa,而材料仍属于韧性材料。     

铝熔体除氢过程动力学

研究了铝熔体除氢时的除气和再吸气过程。实验结果表明,铝合金熔体除氢后,静置一定时间才能达到最佳除氢效果,静置时间和熔体表面状态有关,除氢后立即扒去表面浮渣,静置５～６ｍｉｎ为最佳;带渣静置,一般为１０～１２ｍｉｎ。在此基础上,建立了窝本中氢的动力学模型,并对除氢和再吸氢过程进行了理论分析。     

铝的熔体结构与氢含量

通过测量铝熔体中的氢含量,研究了随过热温度的变化铝熔体中氢含量的变化规律。结果表明,温度升高至７８０℃附近,熔体氢含量发生突变。液态Ａｌ的Ｘ射线衍射数据表明,Ａｌ的相关半径和配位数随温度的变化也在７８０℃附近有所变化。讨论了Ａｌ熔体液态结构与熔体氢含量的内在联系。     

原位生成TiB2/ZL102复合材料的研究

研究了熔体直接反应原位生成ＴｉＢ２粒子强化ＺＬ１０２复合材料,结果表明：原位生成的ＴｉＢ２粒子呈等轴状,尺寸都小于１μｍ,大部分弥散分布在共晶区内,而在α－Ａｌ内几乎不存在ＴｉＢ２粒子;ＴｉＢ２粒子的生成显著提高材料的室温抗拉强度,当ｗ（ＴｉＢ２）粒子为７％时,σｂ提高了２５％,而且材料仍为塑性材料。     

AlTiC中间合金对Al-Si合金的细化

在试验室制出AlTi5C0 .3中间合金细化剂 ,该中间合金对纯铝有较好的细化作用。对Al Si合金进行细化时试验发现 ,较低的加入量对合金基本不起作用 ,当w(Ti)达 0 .15 %左右时 ,才能达到最佳细化效果 ,并且发生较早的细化衰退。Mg元素对其细化能力有促进作用