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.     

Al-Ti-C中间合金对纯镁的细化效果研究

采用不同Ti／C比制备Al-Ti-C中间合金晶粒细化剂，检验其对纯镁的细化效果，并通过光学显微镜（OM）等手段研究了不同相组成的中间合金对纯镁的细化效果的影响。结果表明：Ti／C比分别为8、4、3和2时，Al-Ti-C中间舍金的相组成不同，其中Ti／C比小于4时，相组成为TiC，Al4C3和α-Al基体；含有Al4C3的中间舍金对α-Mg晶粒的细化效果优异，添加量为0．4％的Al-Ti-C对纯镁的细化效果明显；在其它工艺条件不变的前提下，纯镁的最佳细化参数为Ti／C比3，添加量0．6％。     

Al—Ti—C中间合金的相组成及其细化特性

用专利方法制备出各种成分的Al-Ti-C中间合金作为铝及铝合金的晶粒细化剂。对该系列中间合金的组织和物相分析表明：在制备中间合金过程中,C与Ti反应充分,生成TiC和TiAl3两种管二相,且TiAl3析出量取决于中间合金的Ti含量和Ti/C含量比。用于纯铝的晶粒细化试验表明：与Al-Ti-C中间合金相比,Al-Ti-C中间合金的晶粒细化效率更高;Al-Ti-C中间合金只有在组织中TiC与TiAl3保持适当比例时,才能对纯铝产生良好的晶粒细化效果,不含TiAl3的Al-Ti-C中间合金的晶粒细化作用很微弱;用Al-Ti-C中间合金细化纯铝晶粒时,响应时间短,但衰退较快,且不能通过熔体搅拌法予以消除。分析和探讨了Al-Ti-C中间合金的晶粒细化机理,认为“碳化物理论” 不能充分解释Al-Ti-C的晶粒细化机理,提出“Ti在TiC或TiAl3颗粒表面富集引发包晶反应”的晶粒细化机制。     

Al-Ti-C-La中间合金的显微组织及其细化性能研究

以工业纯铝、Al粉、Ti粉、C粉和La_2O_3粉为主要原料,采用铝熔体原位反应法制备新型Al-Ti-C-La中间合金。借助XRD、SEM以及EDS,研究了该中间合金的显微组织和对纯铝的细化效果。结果表明:Al-Ti-C-La中间合金主要由Al基体、长条状Al_3Ti相、颗粒状或团簇状Ti C相以及块状或包裹状Ti_2Al_(20)La相构成。Al-Ti-C-La中间合金的细化效果优于Al-Ti-C中间合金的,且具有良好的抗晶粒细化衰退性能。     

Al-Ti-C中间合金的制备及其在4032铝合金中的应用

采用元素直接合成法,以工业纯铝、钛屑及石墨颗粒为原料制备Al-Ti-C中间合金,研究和评价了Al-Ti-C中间合金的显微组织及其对4032铝合金铸态组织和活塞模锻件组织的影响。结果表明,制备的Al-Ti-C中间合金由Al基体、长条状Al3Ti相和细小粒状TiC相,以及少量的游离C组成。将其应用于4032铝合金中,起到了明显的铸态晶粒细化效果。用该合金制备的活塞模锻件,显微组织和性能优良。     

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.     

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.     

辐照参数对激光引燃自蔓延合成Al-Ti-C中间合金的影响

采用激光引燃自蔓延高温合成技术制备Al-Ti-C中间合金,研究了改变激光辐照参数对合成Al-Ti-C中间合金显微组织结构的影响,并用所制备的中间合金对工业纯铝进行细化试验。结果表明:激光辐照时间为1.0s、功率控制在1000W时,制备的Al-Ti-C中间合金生成TiAl3和TiC粒子弥散分布、TiAl3直径在1.5μm左右,TiC粒子直径为1μm。向工业纯铝中加入0.1%的Al-Ti-C中间合金具有最佳的细化效果,细化后晶粒的尺寸为120μm。     

微量Mg、Si对Al-Ti-C中间合金晶粒细化效果的促进作用

研究结果表明：微量的Mg和Si均能促进Al-Ti-C中间合金对工业纯铝和6063合金等铝合金的晶粒细化作用;在细化温度相同的条件下,与Si相比,Mg对Al-Ti-C中间合金细化效果具有更大的促进作用,微量的Mg可以抑制Al-Ti-C中间合金晶粒细化的“温度效应”;铝熔体中同时存在微量的Mg和Si时Al-Ti-C中间合金的细化效果更好,初步探讨了这两种微量元素促进Al-Ti-C中间合金细化效果的机理。     

Al-5Ti-B-Ce与Al-5Ti-B-La中间合金对工业纯铝晶粒细化效果的对比

以K2Ti F6、KBF4、Ce、La为原料,采用氟盐反应法制取Al-5Ti-B-Ce与Al-5Ti-B-La中间合金晶粒细化剂,利用光学显微镜(OM)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)及能谱分析(EDS)等手段,研究了所制得的Al-5Ti-BCe与Al-5Ti-B-La中间合金的第二相形状、大小以及分布等。结果显示,Al-5Ti-B-Ce与Al-5Ti-B-La中间合金的显微组织均由α-Al、块状或条状Ti Al3、Ti B2颗粒,块状Ti2Al20RE组成;中间合金中Ti Al3、Ti2Al20RE分布情况、形状及大小不同,且Ti B2颗粒分布及聚集情况不同。自制Al-5Ti-B-Ce与Al-5Ti-B-La中间合金对工业纯铝都有很好的细化效果。在铝熔体温度770℃、细化剂添加量为铝熔体质量的0.3%、保温10 min的条件下,Al-5Ti-B-Ce中间合金对工业纯铝的细化效果优于从国外某公司进口的和国内某公司生产的Al-5Ti-B中间合金对工业纯铝的细化效果。     

Al-Ti-C中间合金细化剂的组织及其细化性能

以一析方法在低温、低搅拌条件下成功地制备了几种成分的Ａｌ－Ｔｉ－Ｃ中间合工采用Ｘ射线衍射（ＸＲＤ）,扫措电镜（ＳＥＭ）和能谱分析（ＥＤＳ）等手段对中间合金的相组成和显微组织进行了综合分析,结果表明,Ａｌ－Ｔｉ－Ｃ中间合中的第二相粒子为块状Ａｌ３Ｔｉ和亚微米尺寸的非整化合物ＴｉＣｘ,其中ｘ在０．４９～０．７８之间不等,细化结果表明。Ａｌ－Ｔｉ－Ｃ对工业纯铝具有良好的晶粒细化效果,细化的闰核心为Ｔｉ,     

A new development of Al-Ti-C grain refining master alloys

1　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＩｔｉｓｎｏｗａｃｏｍｍｏｎｐｒａｃｔｉｃｅｔｏａｄｄｇｒａｉｎｒｅｆｉｎｅｒｓｔｏｍｏｌｔｅｎＡｌｂｅｆｏｒｅｃａｓｔｉｎｇｔｏｐｒｏｄｕｃｅｆｉｎｅｇｒａｉｎｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓｉｎｔｈｅｓｏｌｉｄｉｆｉｅｄｉｎｇｏｔｓｏｒｃａｓｔｐｒｏｄｕｃｔｓ.Ａｌｏｔｏｆａｄｖａｎｔａｇｅｓａｒｅｐｒｏｖｉｄｅｄｂｙｇｒａｉｎｒｅｆｉｎｅｍｅｎｔ,ｉｎｃｌｕｄｉｎｇｉｍｐｒｏｖｅｄｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ[1,2],ｒｅｄｕｃｅｄｃｒａｃｋｉｎｇｉｎｉｎｇｏｔｓａｎ…     

引燃模式对自蔓延高温合成Al-Ti-C中间合金的影响

利用Al、Ti、C粉末原料,采用自蔓延高温合成技术(SHS)合成了Al-Ti-C中间合金晶粒细化剂。借助X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)研究了引燃模式对自蔓延高温合成反应过程及合成产物组织形态的影响。结果表明:两种引燃模式下自蔓延高温合成的Al-Ti-C中间合金由Al、Al3Ti和TiC组成,引燃模式对Al-Ti-C的组织形貌产生重要影响,自蔓延模式下燃烧温度低,合成产物中的第二相粒子细小分散,而热爆模式下燃烧温度高,Al3Ti、TiC长大聚集,影响其晶粒细化性能。     

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。     

Performance comparison of AlTiC and AlTiB master alloys in grain refinement of commercial and high purity aluminum

1 Introduction Since AlTiC master alloys were improved greatly as a new type of master alloy used in grain refinement of aluminum and aluminum alloys in the middle of 1980s[1, 2], there were many important progresses in the preparation techniques and the …     

自蔓延高温合成法（SHS）制备Al-Ti-C中间合金的研究

采用自蔓延高温合成（SHS）技术制备出了一种用于铝及铝合金晶粒细化的Al-Ti-C中间合金，并研究了压坯密度、压坯直径、预热温度对自蔓延高温合成Al-Ti-C中间合金时的燃烧温度及微观组织结构的影响。结果表明：采用SHS法合成的Al-Ti-C中间合金由Al，Al3Ti，TiC3相组成：本研究中压坯压力、预热温度对反应合成Al-Ti-C中间合金时的燃烧温度及产物的微观组织结构有较大的影响，而压坯直径变化对微观组织的影响不是很大。     

铸造Al-Si合金熔体处理——晶粒细化

对亚共晶Ａｌ－Ｓｉ铸造合金进行细化处理已成为一种基本操作。中间合金（Ａｌ－Ｔｉ,Ａｌ－Ｔｉ－Ｂ和Ａｌ－Ｂ合金）在亚共晶Ａｌ－Ｓｉ铸造合金中与在工业纯铝和变形铝合金中的晶粒细化行为存在较大的差异。Ａｌ－３Ｔｉ－３Ｂ,Ａｌ－３Ｂ中间合金在Ａｌ－Ｓｉ铸造合金中表现出优异的晶粒细化效应,Ｓｉ与晶粒细化剂的交互作用在其中扮演着重要的角色。通过炉前对熔体进行快速热分析可以对晶粒细化效果和变质程度进行评价和预测,继而控制熔体处理的质量。对于亚共晶Ａｌ－Ｓｉ铸造合金,归纳起来有四种晶粒细化机理：包晶反应理论、共晶反应理论、硼化物颗粒理论和超形核理论。仅对Ａｌ－Ｓｉ铸造合金细化处理的最新进展、Ｓｉ与晶粒细化剂的交互作用和晶粒细化机理进行综合评述     

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。