Al-5Ti-1B细化剂对7A04铝合金半固态凝固组织的影响

本文研究了Al-5Ti-1B细化剂的不同添加量对7A04铝合金半固态浆料组织及二次凝固组织的影响。结果表明：添加0.1%的Al-5Ti-1B细化剂可以明显细化和圆整化7A04铝合金半固态浆料的初生α-Al颗粒,在630℃下,其平均颗粒直径和圆整度分别为71μm和0.49;随着Al-5Ti-1B细化剂含量高于0.1%,细化效果增加不明显;随温度升高,颗粒尺寸减小但圆整度也变差;添加Al-5Ti-1B细化剂可以使7A04铝合金半固态凝固组织中的α₂颗粒细化并圆整,但对α₃颗粒的直径与圆整度无明显影响。     

Al-3Ti-4B细化剂和Al-10Sr变质剂对 ZL104合金的联合作用

单一的Ａｌ－３Ｔｉ－４Ｂ细化剂可使０４合金获得１００－１２０μｍ左右的等轴枝晶,抗衰退期至少达２４０ｍｉｎ;单一的Ａｌ－１０Ｓｒ变质剂至少能在４８０ｍｉｎ内使ＺＬ１０４合金昌硅充分变质,当同时加入Ａｌ－３Ｔｉ－４Ｂ细化剂和Ａｌ－１０Ｓｒ变质剂时,有效变质时间大为缩短,晶粒稍有长大,其原因系因Ａｌ－１０Ｓｒ和Ａｌ－３Ｔｉ－４Ｂ反应生成了ＳｒＢ６。     

A novel fading-resistant Al-3Ti-3B grain refiner for Al-Si alloys

Al-Ti-B refiners with excess-Ti perform adequately for wrought aluminum alloys but inefficiently in the case of foundry alloys. The high content of silicon in the latter, which forms silicides with Ti and severely impairs the refining potency of the nuclei, is known to be responsible for the poor performance. Hence, new grain refiners, such as Al-3B and Al-3Ti-3B master alloys with excess-B have been developed with well documented advantages for Al-Si alloys. It is very desirable to involve TiAl₃ particles in the Al-3Ti-3B master alloy to maximize its grain refining efficiency. However, fading phenomenon is a key drawback for application of the TiAl₃-containing refiners in aluminum foundry. In the present work, new Al-3Ti-3B grain refiners, containing TiB₂, AlB₁₂ and TiAl₃ particles were developed with an aim to prolong the acting time after inoculation. The results showed that inoculation of Al-7Si alloy with thus meliorated Al-3Ti-3B grain refiner has produced a fine grain structure which was approximately maintained up to 30 min.     

SHS技术制备的Al-3Ti-0.15C晶粒细化剂

利用自蔓延高温合成(SHS)技术,制备了Al-3Ti-0.15C晶粒细化剂合金,并通过DTA、XRD、SEM和EDX等手段分析了合金的组织形态及其形成机制.结果表明SHS合成Al-3Ti-0.15C的过程为:830℃时Ti(s)与Al(l)发生强烈的放热反应,在Al熔体中首先形成块状TiAl3相; SHS反应瞬间释放的热量,使反应区迅速升温,快速通过Al(l) TiAl3(s) C(s)三相共存的亚稳态; 然后以Al熔体为触媒,1020℃时活性Ti与C反应形成TiC粒子; TiAl3相在过饱和Al-Ti熔体中析出,最终呈现针片状.     

Al-5Ti-1B和Al-P中间合金对Al-Si合金的联合变质作用

研究了Al-5Ti-1B和Al-P中间合金对Al-Si活塞合金组织和性能的影响。结果表明，加入0．2％Al-5Ti-1B中间合金能使经Al-P中间合金变质过的ZL109合金的共晶团和初晶硅进一步细化，抗拉强度也明显提高。随着Al-5Ti-1B加入的增加这种细化作用逐渐减小，当Al-5Ti-1B的加入量为2％时甚至使ZL109中的初晶硅变粗，抗拉强度也随之降低。     

添加晶粒细化剂硅对Ti-6Al-4V合金组织和性能的影响(英文)

采用真空感应凝壳熔炼工艺在石墨模中制备Ti-6Al-4V和Ti6Al4V0.5Si两种钛合金。将硅作为一种晶粒细化剂加入到Ti-6Al-4V合金中,考察添加硅对铸态和模锻态Ti-6Al-4V合金组织和性能的影响。铸态合金先在900°C下进行热模锻处理,然后分别进行两种不同的热处理。一种是将模锻样品在1050°C下保温30min,然后水淬以获得细小的层片状组织;另一种是将模锻件在1050°C下保温30min,然后再在800°C下保温30min,以获得粗大的层片状组织。Ti6-Al-4V合金中添加0.5%Si后,铸态合金的晶粒尺寸从627μm减小到337μm,其极限抗拉强度增加约25MPa。具有细小、层片状组织的Ti-6Al-4V0.5Si合金的最大极限抗拉强度为1380MPa,在Hank溶液和NaCl溶液中的腐蚀速度分别为1.35×106和5.78×104mm/a。Ti-6Al-4V合金中添加0.5%Si后,在低滑动速度下的磨损率降低50%,在高滑动速度下的磨损率降低约73%。     

镁合金细化剂Al-5Zr-1B合金的组织与细化性能

采用K2ZrF4和KBF4混合粉末与铝熔体直接反应制备镁合金晶粒细化剂Al-5Zr-1B合金,利用光学显微镜、X射线衍射仪和扫描电镜,研究了Al-5Zr-1B合金的显微组织及其对纯Mg和AZ31镁合金的晶粒细化作用。结果表明:Al-5Zr-1B合金中含有大量细小的ZrB2粒子,平均尺寸为0.2μm,ZrB2粒子作为异质形核核心使纯Mg和AZ31镁合金晶粒得到细化。随着Al-5Zr-1B合金添加量的增加,纯Mg和AZ31镁合金的晶粒尺寸逐渐减小。添加0.3%(质量分数)的Al-5Zr-1B合金,可使纯Mg晶粒从1400μm细化到120μm。添加0.6%的Al-5Zr-1B合金,可使AZ31镁合金晶粒从170μm细化到45μm。     

Effects of Si Content and the Addition Amount of Al-3B Master Alloy on the Solidification Structures of Hypoeutectic Al-Si Alloys

Al-Si based cast alloys have become morewidely used in atomobile and aerospace indus-try due to their excellent proPerties, such as highstrength to density ratios, high castability andmachinability and much attention has been fo-cused on this area. Since the discovery [l1 thatAl-4B master alloy could be used to refine A356alloy effectively this phenomenon has arousedmuch attenton and discussion among many in-vestigators [2--13]. Wth resPect to the role thatAl-B tyPe master alloy has played …     

In Situ Investigation of Si-Poisoning Effect in Al-Cu-Si Alloys Inoculated by Al-5Ti-1B

In situ synchrotron X-radiography was carried out on Al-13Cu and Al-13Cu-7Si alloys with and without addition of Al-5Ti-1B master alloy. The effects of Si content on grain growth and the solute-suppressed nucleation zone (SSNZ) were quantitatively studied. The average grain size can be refined to 164 μm of Al-13Cu alloy inoculated by Al-5Ti-1B. After addition of 7% Si content, a large number of TiB₂ sites in the melt lost the inoculating ability due to “Si poisoning.” The radius of the dendrite tip curvature of Al-13Cu is more than two times as large as that of Al-13Cu-7Si. The sharper tip is able to disperse the solute more effectively and thus grains can grow more rapidly. This causes that the dendrite arm growth rate with addition of 7% Si solute is about 2.6 times that of no Si addition. In addition, the solute enrichment in the SSNZ of Al-13Cu is faster, and the area change of SSNZ is slower than that of Al-13Cu-7Si. Thus more nucleation sites in the SSNZ cannot be activated with addition of Si. This study will shed light on the understanding of Si poisoning in casting Al-Cu-Si alloys.     

Al-Ti-B晶粒细化剂的研究进展

综述了Al-Ti-B中间合金的制备方法及组织特征。分析了氟盐反应制备法的缺点,改进制备工艺和优化合金成分是改善Al-Ti-B中间合金组织形态并提高其细化性能的重要途径。探索超声场等外场作用下Al-Ti-B中间合金的制备工艺,以及开发新型Al-Ti-B-RE晶粒细化剂是Al-Ti-B中间合金的主要发展方向。     

铸态Ti-6Al-4V-0.1B合金的热变形行为及加工图

在Gleeble-1500热模拟试验机上进行高温压缩试验,研究了变形温度为1000～1100℃,初始应变速率为0.01～1 s-1的铸态Ti-6Al-4V-0.1B合金的变形行为。基于动态材料模型建立了加工图,并观察了变形组织。结果表明:该合金为热敏感和应力敏感型合金,热变形的最佳变形参数为1050～1100℃,应变速率在0.1～1 s-1之间。铸态大变形区组织为沿着变形方向拉长的原始β晶粒,晶粒组织内部出现针状马氏体,TiB相在变形的过程中出现折断,并沿着加工流线分布。     

Ti-6Al-3Nb-2Zr-1Mo钛合金热变形行为及加工图

利用Gleeble-3800热模拟试验机,在变形温度为820-1060℃及应变速率为0.001-1s_-1参数范围内对Ti-6Al-3Nb-2Zr-1Mo钛合金进行等温恒应变速率压缩试验。建立了该合金的高温变形本构方程,得到两相区和单相区的表面激活能分别为764.714 和126.936 kJ/mol。基于DMM和Prasad失稳准则建立了应变为0.4和0.7时的热加工图。分析加工图发现: Ti-6Al-3Nb-2Zr-1Mo钛合金在840–1060 ℃,应变速率为0.001–0.1 s_-1,之间主要发生DRV/DRX,此区间变形时耗散率峰值51%分别出现在940℃/0.001s_-1和880℃/1s_-1,其变形后微观组织演变机制与热加工图匹配较好,当变形发生在820℃,较高应变速率(≥1s_-1)下该合金加工时易发生流变失稳现象。     

国内外Al-5Ti-1B合金线的组织与晶粒细化性能

采用等离子体发射光谱仪、光学显微镜、扫描电镜和X射线衍射仪检测分析了国内外Al-5Ti-1B合全线的化学成分、显微组织和晶粗细化效果.结果表明:韩国SLM公司A1-5Ti-1B合全线Fe、Si杂质元素含量较高,国内A厂A1-5Ti-1B合全线TiAl3尺寸较大,TiB2粒子团聚较严重,荷兰KBM公司和国内B厂的Al-5Ti-1B合全线的化学成分、显微组织和晶粒细化性能综合质量较好.     

热压缩Ti-4.5Al-3Mo-1V合金的流变应力行为

采用Gleeble-1500热模拟机对Ti-4．5Al-3Mo-1V合金在α β相区进行了等温热压缩实验,根据摩擦修正后的流变应力曲线,研究了此合金在α β相区恒温压缩时的动态软化规律,分析了热变形参数对该合金流变应力的影响,并采用BP人工神经网络的方法建立了该合金高温变形抗力与应变、应变速率和温度对应关系的预测模型。结果表明：合金的流变应力曲线在低应变速率下达到极值后逐渐软化,在高应变速率下,出现极值后连续振动,然后再逐渐软化的现象;软化的主要机制为动态再结晶;流变应力随温度的升高和应变速率的减小而急剧降低;神经网络方法能够较精确地预测材料的流变应力。     

Ti-22Al-24Nb合金热成形工艺参数优化研究

采用Gleeble-3500热模拟试验机研究Ti-22Al-24Nb合金在温度900～1110℃和应变速率0.01～10 s~(-1)条件下的热变形行为。分析了该合金的高温流变应力曲线特性和不同相区的热变形激活能及变形机制,并根据基于Prasad和Murty失稳判据下的加工图及相应的组织特征优化了该合金的热成形工艺参数。结果表明,Ti-22Al-24Nb合金的流变应力对热成形工艺参数敏感;其在(α_2+B2)两相区的主要变形机制为晶界滑移,对应的变形激活能为603.56 kJ/mol,而B2单相区的变形激活能为406.25kJ/mol,其变形主要以动态回复和动态再结晶的变形机制为主。根据这两种加工图的比较和组织观察可知,Ti-22Al-24Nb合金选择基于Prasad失稳判据下的加工图更为合理;其对应的主要失稳区为900～990℃、0.2～10 s~(-1)和1035～1095℃、1～10 s~(-1),且失稳区所预测的组织中主要存在绝热剪切带和局部流变失稳现象;而动态再结晶及胞状亚结构的组织易出现在η峰区,表明该合金较优的热力参数区间是990～1035℃、0.01～0.03 s~(-1),1040～1090℃、0.02～1 s~(-1)和1090～1110℃、0.01～0.18 s~(-1)。     

Al-Ti-B-RE细化剂对Al-7．0Si-0．55Mg合金显微组织和力学性能的影响

研究添加Al-5Ti-lB-RE细化剂对Al-7．0Si-0．55Mg（A357）合金的显微组织和力学性能的影响。先利用真空熔炼技术制各Al-7．0Si-0．55Mg合金,然后在Al-7．0Si-0．55Mg合金中加入不同成分的Al-5Ti-1B-RE中间合金。通过X射线衍射仪（XRD）、金相显微镜（OM）和扫描电子显微镜（SEM）对显微组织和拉伸试样的断口形貌进行观察。在室温下对合金的力学性能进行测试。观察Al-5Ti-1B-RE细化剂的形态以及内部结构,可以发现以TiB,为异质形核核心的TiAl3／Ti2Al20RE的壳层结构相。在Al-7．0Si-0．55Mg合金中加入Al-5Ti-1B-3．0RE细化剂后,抗拉强度会有明显提升,直到0．2％添加量时,抗拉强度会达到峰值。     

新型Al-5Ti-0.8C中间合金对Al-Cu-Mn合金组织形貌和高温力学性能的影响

采用自蔓延燃烧反应法制备了一种新型Al-5Ti-0.8C中间合金,在此基础上采用不同含量（0%,0.1%,0.3%,0.5%,质量分数,下同）的中间合金对Al-Cu-Mn合金进行变质处理,研究该中间合金及其含量对Al-Cu-Mn合金组织形貌和高温力学性能的影响。结果表明：新型Al-5Ti-0.8C中间合金能够显著细化Al-Cu-Mn合金的晶粒尺寸,提高合金热处理过程中θ′(Al₂Cu)相的析出密度,且细化析出相尺寸。其次,变质处理后合金的高温抗拉伸强度显著提高,且随着温度升高,抗拉伸强度的下降程度减小,主要原因在于变质处理后合金中析出均匀分布的细小θ′(Al₂Cu)相以及热稳定性高的Al₃(Ti,Zr)纳米颗粒。此外,当Al-5Ti-0.8C中间合金含量为0.3%时,Al-Cu-Mn合金的组织形貌和高温力学性能最优。     

连续铸挤Al-5Ti-1B合金线的组织与晶粒细化效果

采用连续铸挤成形Al-5Ti-1B合金线,采用光学显微镜和扫描电镜分析了Al-5Ti-1B合金线的显微组织和晶粒细化效果,并与A1-5Ti-1B合金锭进行了比较.结果表明,连续铸挤 Al-5Ti-1B合金线中TiAl3 相呈细小圆块状,分布均匀,TiB2粒子弥散分布于铅基体;而Al-5Ti-1B合金锭中TiA13相呈粗大板条状,TiB2 粒子偏聚于铝晶界呈粗大团块状.Al-5Ti-1B合金线对纯铝的晶粒细化效果优于Al-5Ti-1B合金锭,纯铝加入A1-5Ti-1B合金线5 min后,晶粒尺寸达到最小.     

Al-5Ti-1B晶粒细化剂对V-Al氢分离合金显微组织和硬度的影响

在纯V中分别添加质量分数5%的Al和5%Al-5Ti-1B(ATB)中间合金(晶粒细化剂)电弧熔炼形成V-5Al和V-5ATB合金铸锭。利用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、透射电镜(TEM)和显微硬度仪等测试手段分析晶粒细化前后V-Al合金的显微组织和硬度变化。结果表明:V-5ATB合金组织中析出长针状第二相TiB使晶粒尺寸明显减小,相比V-5Al合金,V-5ATB合金由于固溶、细晶和硬质TiB第二相等强化效应导致硬度提高。     

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。