SHS制备Al-Ti-C晶粒细化剂研究

利用自蔓延高温合成了Al-Ti-C晶粒细化剂,并通过金相显微镜分析了其组织.结果表明:SHS反应的主要能量来自于Ti(s) 3Al(1)=Al3Ti(s)的合成反应,镁以块状和粉状按比例加入且含量控制在1%时组织最佳.     

新一代Al-Ti-C晶粒细化剂的工业应用

最近的研究证明,AlTiC晶粒细化剂不存在与AlTiB中TiB2有关的缺点,TiC聚集倾向小和对锆、铬中毒免疫.介绍了研制的新型AlTiC晶粒细化剂的实验室试验和工业应用试验结果.对99.7%Al的实验室试验表明AlTiC的晶粒细化效果比进口AlTiB的好.在纯铝铸轧板的初步试用中也获得了良好的结果,在A356合金中已获得了工业应用.     

Al-Ti-C 晶粒细化剂的研究现状与发展趋势

综述了Al-Ti-C晶粒细化剂的发展历史、制备方法及最新研究动向。Al-Ti-C比Al-Ti-B表现出更大的优势,具有更广阔的应用前景。提出了Al-Ti-C晶粒细化剂今后发展的方向。     

基于SHS技术制备Al-Ti-C晶粒细化剂的研究

开发了一种制备Al-Ti-C晶粒细化剂的新方法--自蔓延高温合成法(SHS).分别采用直接SHS工艺和铝液中的SHS工艺制备出了所需的晶粒细化剂,结果表明:用SHS工艺直接合成的细化剂由Al和亚微米TiC粒子组成,而铝液中燃烧合成的细化剂则由Al、块状Al3Ti和粒状TiC组成.上述两种工艺制备的细化剂对工业纯铝均有良好的晶粒细化效果,但比较而言,铝液中的SHS工艺更适合细化剂的低成本制备.     

Al-Ti-C与Al-Ti-B晶粒细化剂的Zr中毒机理

通过采用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射(XRD)等对Al-Ti-Zr-C与Al-Ti-Zr-B试验合金中Al3Zr、Al3Ti、TiC或TiB2等第二相粒子结合情况的观察,研究晶粒细化剂的Zr中毒机理。结果表明:两种实验铝合金的凝固组织中Al3Zr均容易与Al3Ti结合形成聚积体,从而抑制了Al3Ti异质形核、细化晶粒的作用,出现所谓晶粒细化剂的Zr中毒现象;而TiC、TiB2粒子基本不与Al3Zr结合,但受Al3Zr的影响出现了团聚现象。根据边-边匹配晶体学模型(E2EM)计算表明:Al3Zr与Al3Ti、α-Ti具有多种可能的共格位向关系,而与TiC/TiB2粒子均只有一种可能的共格位向关系。母相-新相的共格位向关系的多少可作为晶粒细化剂设计的晶体学理论参考。     

原料加入温度对Al-Ti-C晶粒细化剂显微组织的影响

采用K2TiF6、石墨粉和纯铝为主要原料的原位反应方法制备了Al-Ti-C晶粒细化剂.通过光学显微镜、扫描电镜和能谱分析等方法分析了Al-Ti-C中间合金的显微组织.试验结果表明,K2TiF6和石墨粉同温下加入时,Al3Ti呈块状分布,不同温度下加入时则呈针状或长条状分布.随着K2TiF6和石墨粉加入温度的不同,Al-Ti-C中间合金中TiC粒子的生成机制也不同.     

Al-Ti-C晶粒细化剂的连续铸挤组织与细化性能

采用液固反应法制备了Al-Ti-C中间合金,由常规铸造及连续铸挤成形,获得了不同组织形态的晶粒细化剂,并通过细化纯铝试验,研究了晶粒细化剂的组织形态与其细化效果间的关系。结果表明:熔体连续铸挤成形过程,对熔体的强烈剪切与热扰动作用,可分散细化TiAl3,使TiC粒子呈弥散分布,显著提高AlTi5C 0.25合金的组织细化活性,经连续铸挤成形的Al-Ti-C晶粒细化剂,特别适于对铝箔制品的细化处理。     

重熔工艺对Al-Ti-C晶粒细化剂组织的影响

采用Lasertec1LMH21共焦扫描激光显微镜和光学显微镜,观察了Al-Ti-C晶粒细化剂在加热熔化过程中的组织变化与凝固后的组织。结果发现,在加热过程中,Al-Ti-C细化剂中Al基体首先熔化,随后片状Ti Al3和TiC相成为游离相,然后被熔断、破碎成细小的新质点,其破碎程度随着保温时间的延长与熔化温度的升高而加剧。重熔工艺可有效改善Ti Al3和TiC晶粒的形貌,低温对Ti Al3相的形貌影响较大,高温对TiC相的形貌影响较大。     

Al-Ti-C晶粒细化剂液-固反应合成机制研究

通过SEM和TEM等分析手段，研究了液-固反应制备的Al-Ti-C晶粒细化剂合金的组织特征与细化性能，并结合热力学分析，探讨了液-固反应合成机制。结果表明：Al-Ti-C晶粒细化剂合金组织中TiAl3呈枝晶状，TiC呈颗粒状，TiC为非化学计量比化合物，可表示为TiCx形式，x=0．5～0．8，其晶格常数为0．430～0．433nm，该晶粒细化剂对纯Al具有良好的组织细化作用；液-固反应中，在液-固界面处形成瞬时高温，从而达到Ti、C反应的热力学条件，Al-Ti-C合金的形成符合溶解-析出机制，并由三组基元反应构成。     

Al-Ti-C晶粒细化剂的细化机理试验研究

通过SEM分析手段，研究了液固反应法制备的Al—Ti—C晶粒细化剂的组织特征，并通过不同Ti／C的Al—Ti—C晶粒细化剂的细化效果比较，确定Al—Ti—C合金的最佳成分范围；分析了Al熔体凝固过程的形核过冷度、以及α-Al形核与长大驱动力，探讨了凝固过程中α-Al细化机制。结果表明：细化效果决定于TiC的数量、形核活性及晶粒生长限制因子的综合作用。     

Al—Ti—C晶粒细化剂的发展与应用

Al-Ti－C是继Al-Ti－B之后发展起来的一种新型细化剂,同Al-Ti－B相比有许多优势,介绍了Al-Ti-C的发展和应用情况。     

Al—Ti—C晶粒细化剂的实验研究

采用常规熔铸工艺制得了含碳0．09％－0．71％的Al－Ti－C晶粒细化剂,并对熔体化学反庆进行了热力学剖析。对Al－Ti－C中间合金的微观组织及TiC的尺寸与分布进行了X射线衍射、扫描电镜和光镜金相分析。研究了该细化剂对99．7％的纯铝的细化效果：当以块状加入AlTi5C0．2,加入后2min晶粒明显细化且保温2h细化效果无任何衰减,而以粉末形式加入时则细化效果很不明显。     

Al—Ti—C铝合金晶粒细化剂的研究进展

对新型铝合金晶粒细化剂Al-Ti-C的研究进展,制备方法,细化机理进行了述评。Al-Ti-C晶粒细化剂中的异持形核核心TiC有助于Al3Ti形核,而α－Al又包在Al3Ti外面,形核几率大相同添加量的Al-Ti-B,细化效果更好,异质形核核心TiC有助于Al3Ti形核,而α－Al3Ti外面,形核几率大于相同添加量的Al-Ti-B,细化效果更好。     

自蔓延高温合成Al-TiC晶粒细化剂及其晶粒细化效果

采用自蔓延高温合成 (SHS)技术直接合成了Al 80 %TiC和Al 5 0 %TiC晶粒细化剂。研究了这两种细化剂的相组成、结构及对工业纯铝的晶粒细化效果 ,并与商用Al 5Ti 1B细化剂进行了对比。结果表明 :合成的细化剂由TiC和α (Al)两相组成 ,TiC粒子的尺寸和分布对细化剂的晶粒细化效果有显著影响。Al 80 %TiC细化剂中TiC粒子尺寸较大 (2～ 5 μm)且呈聚集成团分布 ,其晶粒细化效果较差。合成的Al 5 0 %TiC细化剂的晶粒细化效果略优于Al 5Ti 1B细化剂。加入 0 .1%的该细化剂就能使凝固试样的结构由粗大的柱状晶转变成细小的等轴晶 (平均晶粒尺寸 12 0 μm) ,且这种晶粒细化效果可保持 90min。SEM和TEM分析显示 ,Al 5 0 %TiC细化剂中原位合成的TiC粒子具有亚微米尺寸 (0 .4～ 0 .9μm) ,且在高温铝液中具有较强的稳定性 ,从而赋予该细化剂良好的晶粒细化效果和强的抗晶粒细化衰退能力     

新一代铝合金晶粒细化剂Al-Ti-C

综述了新一代铝合金晶粒细化剂Ａｌ－Ｔｉ－Ｃ的理论研究情况。Ａｌ－Ｔｉ－Ｃ晶粒细化剂克服了Ａｌ－Ｔｉ－Ｂ的缺陷，其异质形核核心ＴｉＣ比ＴｉＢ２的聚集倾向更小，并对Ｚｒ、Ｃｒ、Ｖ、Ｍｎ等元素“中毒”免疫。在相同添加量时，Ａｌ－Ｔｉ－Ｃ细化效果优于Ａｌ－Ｔｉ－Ｂ，已成为取代Ａｌ－Ｔｉ－Ｂ的新一代晶粒细化剂。     

Al-Ti-C中间合金的显微组织与细化性能研究

采用自制的Al-Ti-C中间合金晶粒细化剂,检验其对工业纯铝的细化效果,并通过光学显微镜（OM）、扫描电镜（SEM）和能谱分析（EDS）等手段研究了不同中间合金组织对工业纯铝的细化性能的影响.结果表明,Al-Ti-C细化剂合金组织由α-Al基体,针状或块状TiAl3相及TiC粒子团组成;Al-Ti-C具有优异的细化α-Al晶粒的性能,添加0.2%的Al-Ti-C后工业纯铝开始获得明显的细化效果;Ti/C比对Al-Ti-C组织有重要影响,在纯铝中添加不同组织的Al-Ti-C产生不同的细化效果,其中块状TiAl3的细化性能优于针状TiAl3;在其它工艺条件不变的前提下,选用Ti/C比为8,添加量为0.4%的中间合金,性价比较为理想.     

铝钛碳晶粒细化剂的制备及工业应用

提出了利用铝锭、氟钛酸钾、铝粉、六氯乙烷和碳粉制备铝钛碳晶粒细化剂的新方法。研究表明，经过预处理的碳粉．采用预制块压入法可使碳的吸收率稳定在90％左右。用研制的Al—5Ti-0．2C晶粒细化剂在铝合金轮毂和铝铸轧两大铝加工行业进行工业应用试验，效果非常明显，是替代铝钛硼晶粒细化剂的理想产品，具有很好的发展前景。     

国外几种Al-Ti-B晶粒细化剂的质量评价

采用等离子体发射光谱仪、光学显微镜和扫描电镜,检测分析了英国LSM公司、荷兰KBM公司、西班牙Aleast-ur公司和韩国SLM公司生产的Al-Ti-B合金线的化学成分、显微组织和晶粒细化能力,评价了Al-Ti-B合金线的质量。结果表明,荷兰KBM公司生产的Al-Ti-B合金线的综合质量较好;英国LSM公司生产的Al-Ti-B合金线的TiAl3相、TiB2粒子的尺寸较大,TiB2粒子团聚较严重;西班牙Aleastur公司生产的Al-Ti-B合金线的Ti含量较低;韩国SLM公司生产的Al-Ti-B合金线的Fe、Si杂质元素含量较高。研究结果可为铝加工企业选用Al-Ti-B晶粒细化剂提供参考。