Al-3Ti-1B-0.2C中间合金对A356合金的晶粒细化行为

对比了Al-5Ti-0.4C、Al-5Ti-1B及Al-3Ti-1B-0.2C中间合金对A356合金的晶粒细化行为.发现在730℃时,加入0.2%的Al-3Ti-1B-0.2C中间合金,可以使A356合金的晶粒尺寸由1000 μm以上细化至175 μm左右,保温60 min内,细化效果稳定,其细化能力明显优于Al-5Ti-1B和Al-5Ti-0.4C中间合金,且该中间合金的加入不影响Sr对共晶Si的变质效果.与Al-5Ti-1B中间合金细化后的A356合金相比,经Al-3Ti-1B-0.2C中间合金细化后的A356合金室温抗拉强度和伸长率分别提高了5.18%和15.98%.     

新型Al-Ti-B-RE中间合金的合成及其细化性能的研究（英文）

为优化铝中间合金细化剂的组织,提升细化性能,采用熔配法工艺合成新型Al-Ti-B-RE中间合金晶粒细化剂,合成反应基于热力学和动力学分析是可能的、存在的、自发向右进行,在适当的工艺条件下,在基体中可生成均匀弥散分布的第二相Al_3Ti、TiB_2、Ti_2Al_(20)RE等粒子。采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、光学显微镜(OM)和力学拉伸试验等分析方法对所合成材料的微观组织、细化效果及力学性能进行了表征。细化试验表明:自制的Al-5Ti-1B-1RE中间合金细化工业纯铝时,其平均晶粒尺寸小于150μm到达细晶粒度级别。拉伸试验表明:工业纯铝中加入0.2%自制的Al-5Ti-1B-1RE中间合金晶粒细化剂后有更优的机械性能,与未细化工业纯铝相比,抗拉强度提高了28.39 MPa,延伸率增加了29.97%,其性能明显优于某国产的Al-5Ti-1B丝中间合金细化剂。     

Synthesis and Refinement Performance of the Novel Al-Ti-B-RE Master Alloy Grain Refiner

为优化铝中间合金细化剂的组织,提升细化性能,采用熔配法工艺合成新型Al-Ti-B-RE中间合金晶粒细化剂,合成反应基于热力学和动力学分析是可能的、存在的、自发向右进行,在适当的工艺条件下,在基体中可生成均匀弥散分布的第二相A13Ti、TiB2、Ti2A120RE等粒子。采用X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、光学显微镜（OM）和力学拉伸试验等分析方法对所合成材料的微观组织、细化效果及力学性能进行了表征。细化试验表明：自制的Al-5Ti-1B-1RE中间合金细化工业纯铝时,其平均晶粒尺寸小于150 μm到达细晶粒度级别。拉伸试验表明:工业纯铝中加入0.2%自制的Al-5Ti-1B-1RE中间合金晶粒细化剂后有更优的机械性能,与未细化工业纯铝相比,抗拉强度提高了28.39 MPa,延伸率增加了29.97%,其性能明显优于某国产的Al-5Ti-1B丝中间合金细化剂     

动态合成对制备新型Al-Ti-B-RE细化剂第二相粒子的影响

为进一步优化铝中间合金细化剂的组织,提升细化性能,采用动态合成工艺制备新型Al-5Ti-1B-1RE中间合金晶粒细化剂,并与常规制备工艺进行对比,对所合成的中间合金的微观组织、细化工业纯铝的效果及力学性能进行了分析。试验结果表明:动态合成工艺制备的新型Al-5Ti-1B-1RE中间合金细化剂中的第二相粒子在Al基体中分布更具有细小均匀性;细化工业纯铝时,细化效果更好,细化后工业纯铝的极限拉伸强度和伸长率得以提高。     

动态合成对制备新型Al-Ti-B-RE细化剂第二相粒子的影响北大核心CSCD

为进一步优化铝中间合金细化剂的组织,提升细化性能,采用动态合成工艺制备新型Al-5Ti-1B-1RE中间合金晶粒细化剂,并与常规制备工艺进行对比,对所合成的中间合金的微观组织、细化工业纯铝的效果及力学性能进行了分析。试验结果表明:动态合成工艺制备的新型Al-5Ti-1B-1RE中间合金细化剂中的第二相粒子在Al基体中分布更具有细小均匀性;细化工业纯铝时,细化效果更好,细化后工业纯铝的极限拉伸强度和伸长率得以提高。     

Al-Si合金的晶粒细化与凝固行为研究

研究了添加0.2wt%～2.5wt%的Al-5Ti-1B合金对A356铝合金晶粒细化效果和凝固行为的影响规律。研究表明,晶粒细化效果与Al-5Ti-1B合金的添加量密切相关。随着Al-5Ti-1B合金添加量的增加,晶粒尺寸先急剧减小而后缓慢减小。当Al-5Ti-1B合金添加量为2.5wt%时,晶粒细化效果达到最佳。DSC热分析表明,0.2wt%的Al-5Ti-1B合金使得α-Al相的形核过冷度增加,起到了晶粒细化效果。     

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-Ti-B细化剂和Al-10Sr变质剂对A357合金的联合作用

比较了两种不同Ti/B比的Al-Ti-B中间合金分别与Al-10Sr联合添加对A357亚共晶Al-Si合金的细化变质效果.试验结果表明:在相同Sr量变质条件下,本试验范围内,两种Al-Ti-B中间合金对A357合金的细化效果均随加入量增加而增强,但Al-3Ti-3B中间合金的细化效果明显优于等量的Al-5Ti-1B中间合金,Sr对两种Al-Ti-B中间合金的细化效果无明显干扰作用;Al-3Ti-3B能较大程度削弱Sr的变质效果,致使添加Al-3Ti-3B+Sr的A357合金力学性能低于等量添加Al-5Ti-1B+Sr的合金力学性能.     

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-5Ti-1B对ZL101A合金晶粒细化效果影响

Al-5Ti-1B中间合金常用作ZL101A合金的细化剂,然而,在熔体长时间保温后,其细化效果逐渐减少。本文研究了Al-5Ti-1B对ZL101A合金晶粒的细化效果。结果表明,熔体保温90 min后Al-5Ti-1B中间合金明显出现衰退,α初晶明显粗化,而在冷却曲线上表现为初晶过冷度明显升高。Al-5Ti-1B的异质形核作用源于TiAl_3粒子,其细化剂的衰退是多种因素综合影响的结果。因此,建议ZL101A合金熔体保温时间不应超过1 h。     

Grain Refining Efficiency of SHS Al-Ti-B-C Master Alloy for Pure Aluminum and Its Effect on Mechanical Properties

A new Al-5Ti-0.75B-0.2C master alloy was successfully prepared by self-propagating high-temperature(SHS)reaction from an Al-Ti-B_4C system with molten Al.Microstructure and phase characterization of the prepared Al-5Ti-0.75B-0.2C master alloy show that the nearly spherical TiC particles,hexagonal or rectangular TiB_2 particles,and blocklike TiAl_3 particles distribute uniformly in the aluminum matrix.Grain refining test on commercial pure aluminum indicates that Al-5Ti-0.75B-0.2C master alloy exhibits a better grain refining performance than Al-5Ti-lB master alloy.By addition of 0.2 wt%Al-5Ti-0.75B-0.2C master alloy,the average grain size of a-Al can be effectively refined to160 ± 5 μm from about 3000 μm,and the tensile strength and elongation are increased by about 20%and 14.1%due to the grain refinement.     

精炼处理对Al-Si-Mg合金熔体中TiB2粒子的影响

加入Al-5Ti-1B中间合金的Al-Si-Mg合金熔体,经N2气精炼处理后试样的晶粒尺寸较精炼处理前明显粗化,即精炼处理显著削弱了Al-5Ti-1B中间合金对Al-Si-Mg合金的细化效果。分析认为,精炼过程中一部分TiB2粒子及其聚集团极易被N2气泡捕获并游离出熔体,使异质形核衬底数目大幅减少。针对精炼对细化效果的不利影响,提出了两种解决方案,即采用Al-5Ti-0.6B-0.2C中间合金或先精炼后添加细化剂的操作工艺。     

Al-Ti-B-RE高效晶粒细化剂的成分优化设计

以K2TiF6、KBF4、Al-10RE为添加物,采用原位反应法制备了Al-Ti-B-RE中间合金,通过正交法优化出各合金元素的合理配比,即w（Ti）=5%、w（B）=1%、w（RE）=0.5%.此合金中的TiAl3相尺寸较小,以小块状为主,分布较均匀.利用该细化剂对A356铝合金进行细化处理,其晶粒尺寸仅为原始晶粒的25.7%,枝晶间距明显缩小,细化效果优于Al-5Ti-B中间合金.     

不同加钛方法对6063合金细化的研究

加钛方式不同，钛含量不同，对铝及其合金的晶粒细化效果不同。对比研究了用电解低钛铝合金、加Al—5Ti中间合金、Al—5Ti—1B中间合金及电解低钛铝合金加Al—B中间合金4种加钛方式及不同钛含量对6063合金的晶粒细化效果。研究结果表明：不同的加钛方式对6063合金均有明显的细化效果，随着钛含量增加，晶粒逐渐变细；钛含量相同时，电解加钛的细化效果优于Al—5Ti中间合金的细化效果；当合金中含有硼时，钛含量相同时，电解加钛加Al—B中间合金的细化效果优于加Al—5Ti—1B的细化效果。     

Al-3Ti-3B中间合金对AZ31镁合金晶粒细化的影响

利用OM、XRD、SEM和EPMA等手段研究了Al-3Ti-3B细化剂对AZ31镁合金微观组织的影响。结果表明,添加适量的Al-3Ti-3B细化剂能使铸态AZ31镁合金粗大的树枝晶转变为均匀的等轴晶;加入量为0.4%时取得了较好的细化效果,固溶处理后的AZ31镁合金平均晶粒尺寸由300μm减小到50μm。TiB2和AlB2粒子的异质形核作用是促使晶粒细化的主要机制,且TiB2粒子在晶界上的偏聚可进一步阻碍晶粒长大。     

Grain refining action of Ti existing in electrolytic low-titanium aluminum with Al-4B addition for superheated Al melt

The effects of superheating temperature on the grain refining efficiency of Ti existing in electrolytic low-titanium aluminum (ELTA) without and with the Al-4B addition and the Al-5Ti-1B master alloy in pure Al were comparatively investigated. The results show that the Ti existing in ELTA without Al-4B addition exhibits a certain grain refining efficiency when the melt superheating temperature is lower, but the efficiency decreases rapidly when the superheating temperature is higher. The grain refining efficiency of the Al-5Ti-1B master alloy is better than that of the Ti existing in ELTA without Al-4B addition at any superheating temperature, but it also decreases obviously with the increase of the superheating temperature. One important reason is that the TiB2 particles coming from the Al-5Ti-1B master alloy can settle down at the bottom of the Al melt easily when the superheating temperature is increased, thus decrease the number of the potent heterogeneous nuclei retained in the Al melt. If the Al-4B master alloy is added to the ELTA melt, the grain refining efficiency of the Ti existing in ELTA can be improved significantly, and does not decrease with the increase of the superheating temperature. This perhaps provides us a possible method to suppress the effect of the superheated melt on the microstructures of aluminum..     

Al-5Ti-1B对Al-Si合金磷变质行为影响机理的研究

研究了熔炼条件及Al-5Ti-1B中间合金加入量对P变质ZL109合金凝固组织的影响，并着重对其影响机理进行了探讨。结果发现在中频感应炉熔炼条件下，加入适量Al-5Ti-1B对初晶硅有明显的细化作用，而在静置炉（电阻炉）熔炼条件下，这种作用却不明显；同时发现，无论是在电阻炉还是感应炉熔炼条件下，加入过量的Al-5Ti-1B都会使合金中的初晶硅粗化。EPMA分析发现，加入Al-5Ti-1B后合金的初晶硅中心有Ti元素富集。分析认为Al-5Ti-1B中的TiB：粒子对AlP质点具有吸附作用，从而对Al-P中间合金的变质效果产生影响。     

Al-5Ti-1B对AZ31合金组织与性能的影响

研究了Al-5Ti-1B中间合金不同添加量对AZ31镁合金显微组织和力学性能的影响。结果表明,在AZ31镁合金中添加Al-5Ti-1B中间合金有利于组织性能的改善。在试验中,添加量控制在0.5%为佳,此时,合金晶粒尺寸达到最小,约为170μm,是AZ31镁合金未添加细化剂时晶粒尺寸的30%,抗拉强度及伸长率分别达到最大。AZ31镁合金组织性能的变化主要与Al-5Ti-1B中间合金中的游离Ti和TiB2有关。     

高洁净度Al-5Ti-1B晶粒细化剂的制备与微结构特征

在传统氟盐法工艺的基础上,利用电磁场作用下合金化处理、旋转除气及高效过滤等技术,提出了一种制备高洁净度Al-5Ti-1B晶粒细化剂的新工艺。试验研究表明,采用新的高洁净度制备工艺使Al-5Ti-1B合金中的杂质减少、洁净度大幅度提高。微结构表征显示采用新工艺制备的Al-5Ti-1B合金中TiAl3相和TiB2粒子分布均匀,尺寸细小,分别为5～30μm和0.37～1.24μm,能够很好地满足高品质铝合金细化处理的要求。并对Al-5Ti-1B细化剂的细化机理进行了讨论,为工业生产中进一步提高Al-5Ti-1B细化剂的质量提供理论依据和技术参考。     

A356铝合金Al-5Ti-1B和Al-10Sr熔体处理遗传效应

通过重熔试验研究Al-5Ti-1B和Al-10Sr中间合金在A356熔体中的遗传效应。结果表明:A356合金经熔体处理后流动性较母材提高17.36%,T6处理后α-Al枝晶细化,二次枝晶间距仅为16.8μm,共晶硅圆整,抗拉强度达269 MPa、屈服强度203MPa、伸长率12.5%、硬度92 HBW。伴随重熔,细化变质效果逐渐衰退,熔体质量下降,以致力学性能和流动性下降。试验发现固溶后快淬可减小变质衰退带来的影响。