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-B-Cu-P中间合金的制备及其变质效果研究

采用氟盐法和对掺法相结合的工艺成功制备了Al-Ti-B-Cu-P中间合金,并通过XRD、金相显微镜和扫描电镜等分析测试手段对其进行表征。结果表明,Al-Ti-B-Cu-P中间合金中含有Al_3Ti、Al_2Cu、TiB_2和AlP相,Al_3Ti相为长针状,Al P为点块状。对Al-20Si变质效果表明,Al-Ti-B-Cu-P中间合金对过共晶铝硅合金具有良好的变质效果。     

Al-Ti-C-RE中间合金的制备及细化性能研究

以工业纯铝、Ti粉、石墨粉、富铈稀土为主要原料,制备了Al-5Ti-0.25C-2RE中间合金,并对纯铝进行了细化试验.通过光学显微镜、X射线衍射、扫描电镜以及能谱分析等方法,研究了该中间合金的微观组织和细化性能.结果表明:Al-5Ti-0.25C-2RE细化剂主要由α-Al基体、TiAl3、TiC、Al20Ti2Ce等相组成;稀土元素的加入促进了TiC的形成;细化剂最佳添加量为0.5wt％,保温120 min,此时细化剂都具有良好的细化效果.     

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％。     

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.     

采用纯钛粉和氟硼酸钾制备Al-Ti-B合金研究

采用钛粉和氟硼酸钾为原材料制备Al-Ti-B合金,利用光学显微镜、扫描电镜测试分析手段,研究了反应温度对Al-Ti-B合金组织的影响。结果表明,合金中含有Ti Al3相和Ti B2相,Ti Al3相呈块状,尺寸15μm左右,Ti B2相呈片状,尺寸小于2μm,该合金对工业纯铝具有良好的细化效果。     

采用Ce2O3制备的Al-Ti-C-Ce合金的组织及细化性能

采用氟盐法按w(Ti)∶w(C)=15∶1比例,加入1%的Ce制备了Al-4.5Ti-0.3C-1Ce中间合金,应用OM、SEM、EDAX及EPMA等手段分析了中间合金的成分、组织及细化特性。结果表明,由于Ce的加入,改善了TiAl3、TiC的形态和分布,细化了TiC粒子,使生成的TiC与TiAl3相分布均匀,稀土Ce和TiAl3反应生成Ti2Al20Ce相,主要富集在白色块状的TiAl3相上;Al-4.5Ti-0.3C-1Ce合金细化剂对纯铝的细化效果显著,当Ti添加量为0.015%时,纯铝的晶粒尺寸达70μm,细化效果最优。     

电磁搅拌对Al-5Ti-B中间合金组织及细化效果的影响

研究了电磁搅拌对Al-5Ti-B中间合金组织、成分及细化效果的影响,并在不同的温度下利用DSC对Al-5Ti-B中间合金及其细化后的纯铝的凝固和熔化过程进行了差热分析。分析了两组合金中Ti Al_3及Ti B_2的相变过程,并在此基础上提出可能的晶粒细化机理。结果表明:在浇注前对熔体施加电流为220 A的电磁搅拌10 min,可使熔体的洁净度大幅提升,并且使Al-5Ti-B中间合金的Ti B_2相均匀分布于Al基体上,在此工艺条件下制备的Al-5Ti-B中间合金可将纯铝晶粒细化至390μm左右。Al-5Ti-B中间合金以2℃/min凝固时发生了包晶反应;而Al-5Ti-B中间合金细化后的纯铝在相同温度下凝固时,没有发生包晶反应。合金熔体中的Ti浓度低于0.15%时,即使在平衡状态下凝固也不能发生包晶反应,即包晶反应由冷却速度和Ti浓度共同决定。     

三种中间合金对纯铝晶粒细化作用的对比研究

采用光学显微镜和X射线衍射仪检测分析了Al-5Ti-1B、Al-10Ti和Al-4B三种中间合金的显微组织,并使用这三种合金对纯铝进行了细化实验.结果表明,Al-5Ti-1B中间合金由TiAl3、TiB2和α-Al基体三相组成,Al-10Ti中间合金由TiAl3和α-Al基体两相组成,TiAl3相尺寸不均匀,Al-4B中间合金由AlB2和α-Al基体两相组成.Al-5Ti-1B和Al-10Ti中间合金对于纯铝具有良好的细化作用,Al-4B中间合金对于纯铝几乎无细化效果.TiAl3相时于铝晶粒具有显著的细化作用,在Ti的基础上引入B元素可进一步增强细化作用.     

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在铝熔体中的原位反应及其细化作用

将Al粉、Ti粉和C粉压制成Al-Ti-C预制块,在纯铝熔体中进行原位合成反应.浇注西20 mm×80 mm的金属型试样.利用X-ray衍射仪和电子探针(EPMA)分析了原位反应生成相.结果表明,在实验条件下,原位反应后的试样组织为α(Al) Al3Ti TiC.然后将自制的Al-Ti-C中间合金作为细化剂加入到铸造铝硅合金中,可使其抗拉强度提高约7%.TiC颗粒起到了异质形核剂的作用.     

熔体直接反应法制备Al-Ti-O复合细化剂的研究

采用Al-Ti O2系熔体直接反应法制备Al-Ti-O复合细化剂,分析了半固态剪切时间和反应温度对Al-Ti O2系反应产物的影响,利用X射线衍射仪、扫描电镜等方法观察分析了Al-Ti-O复合细化剂的物相组成及显微组织结构,并且与传统Al-5Ti中间合金细化效果对比。结果表明:熔体反应法制备的Al-Ti-O复合细化剂反应产物主要由Al3Ti和Al2O3颗粒组成,当半固态剪切时间为15 min、反应温度为900℃时,反应产物中Al3Ti为块状物,Al2O3为弥散分布的细小颗粒。新型Al-Ti-O复合细化剂对纯铝的细化效果明显优于Al-5Ti中间合金。     

稀土铝钛硼中间合金的细化能力与长效性

采用铝热反应法制备Al5Ti1B和Al5Ti4RE1B中间合金,并对其进行物相、微观组织和细化效果分析;对比中间合金中第二相的晶体结构以及形核能力,并从第二相分解和沉淀的角度分析Al5Ti1B1RE的细化长效性。结果表明：Al5Ti4RE1B比Al5Ti1B具有更强的细化能力和细化长效性;XRD和EDS分析显示,RE和TiAl3结合生成Ti2Al20RE相,该相为面心立方结构,晶格常数为1.469 nm;相比TiAl3而言,Ti2Al20RE具有更多的晶面和Al晶体匹配,使得Al5Ti4RE1B比Al5Ti1B具有更强的细化能力;Ti2Al20RE比TiAl3的溶解温度高,溶解过程中稀土对铝液粘度的影响是造成Al5Ti4RE1B细化长效性好的主要原因。     

稀土含量对铝中间合金组织和性能的影响

采用纯钛颗粒法制取不同RE含量的AI-Ti-B-RE中间合金,用XRD、SEM及EDS对其进行微观组织分析.对比研究了改变稀土含量对铝中间合金组织和细化性能的影响.结果表明:添加适量的稀土元素能提高中间合金的细化能力:当稀土含量为1wt%时,中间合金中的第二相粒子Al3Ti、TiB2和Ti2A120Ce呈细小块状,尺寸均匀,弥散分布在α-Al基体上,无偏聚现象;在对纯铝的细化性能试验中,其平均晶粒尺寸达到79.34μm,细化效果较好.     

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.     

成分对热爆法合成Al-Ti-C的组织及细化效果的影响

采用铝熔体热爆法合成8种成分配比的Al-Ti-C晶粒细化剂。研究了按不同成分的Al：Ti：C比值进行配料、铝熔体温度为710℃合成Al—Ti—C晶粒细化剂的相组成、Al3Ti和TiC的形态及对工业纯铝的细化效果。XRD分析结果表明；随着预制块的Ti／C比值由高于1．5转为低于1．5，合成的晶粒细化剂由Al3Ti和Al两相组成转为由Al3Ti、TiC和Al三相组成，表明预制块中的Ti／C比值对合成的晶粒细化剂主要物相的组成有很大影响；合成的细化剂中Al3Ti呈块状分布；预制块的Ti／C为3／2时（即Al：Ti：C=3：3：2）合成的晶粒细化剂在8组细化剂中的细化效果最佳。这表明TiC和Al3Ti相对量及形态的恰当组合是晶粒细化剂优良细化能力的保证。     

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。     

制备多物相AlTiC合金的Ti与C熔体反应法

将Ti与C同时加入Al熔体可制备出Ti与C摩尔比分别大于、等于、小于4的3种含不同物相的Al—TiC合金：Al—TiAl3-TiC、Al—TiC、Al-Al4C3-TiC。对纯铝的细化实验表明：不含过量Ti的后两种合金的细化效果相近，Al4C3在Al—TiC合金中的大量出现不会进一步降低合金的细化能力；含TiAl3的第一种合金的细化效率远高于后两者的；TiC物相在基体中以离散颗粒或聚集团形式在Al基体中分布；Al4C3相极脆，易与空气中的水蒸汽反应而分解。分析表明Ti与C在Al熔体中反应生成TiC是通过两条途径同时进行的：熔体中的固体C颗粒与溶解态的Ti直接反应；固体C颗粒和Al反应生成的A4C3与溶解态的Ti发生反应。     

Al-Ti-C对纯铝晶粒细化效果的研究

添加本院研制的Al Ti C中间合金,通过对细化条件的调整和控制,使工业纯铝的平均晶粒度降低到96μm,且时间延长到2h后平均晶粒度仍在110μm左右。表明本院研制的Al Ti C中间合金具有优异且稳定的细化作用。     

原位合成TiB2和Al3Ti对ZL201的晶粒细化效果

以工业纯铝、氟钛酸钾和氟硼酸钾为原料 ,通过原位反应合成的 Al-5Ti-B中间合金中 ,Ti B2 和 Al3Ti颗粒细小且弥散分布 ,对铝及 Al-Cu系合金有显著的晶粒细化效果 ,并且能大幅度提高 ZL 2 0 1合金的力学性能