Effects of Al-10Sr master alloys on grain refinement of AZ31 magnesium alloy

The effects of Al-10Sr master alloys on grain refinement of AZ31 magnesium alloy were investigated, and the refinement efficiency of different Al-10Sr master alloys （commercial, solubilized, rolled and remelted＋rapidly cooled） was compared and analyzed. The results indicate that the morphology and size of Al4Sr phases in the microstructures of different Al-10Sr master alloys, are of great difference. For the commercial Al-10Sr master alloy, the Al4Sr phases evolve from coarse block shape to relatively fine block shape after being dissolved at 500 ℃ for 4 h and followed by water quenching; but after being rolled at 300 ℃ for 50% reduction or remelted and followed by rapid cooling, the Al4Sr phases mainly exhibit fine granule and fibre shapes. In addition, the different Al-10Sr master alloys can effectively reduce the grain size of AZ31 magnesium alloy, but their refinement efficiency is different. The refinement efficiency of the Al-10Sr master alloy obtained by remelting and rapid cooling is the best, then the rolled, solubilized and commercial Al-10Sr master alloys are in turn. The difference of refinement efficiency for different Al-10Sr master alloys may be related to the dissolution rates of Al4Sr phases with different morphologies and sizes in the melt of AZ31 magnesium alloy.     

Microstructure of Al-4.99Zr-1.1B Master Alloy and Its Grain Refinement Effect on AZ31 Magnesium Alloy

采用K2Zr F4、KBF4混合粉末与铝熔体原位合成方法制备了Al-4.99Zr-1.1B合金,利用X射线衍射仪、光学显微镜和扫描电镜,研究了Al-4.99Zr-1.1B合金的显微组织及其对AZ31镁合金的晶粒细化作用。结果表明:Al-4.99Zr-1.1B合金中含有大量细小的Zr B2粒子。随着Al-4.99Zr-1.1B合金添加量的增加,AZ31镁合金的α-Mg晶粒逐渐细化,晶间β-Mg17Al12相从网状转变成细小块状。添加0.6%的Al-4.99Zr-1.1B合金,可使AZ31镁合金的α-Mg晶粒从170μm细化到45μm。Zr B2粒子作为α-Mg晶粒的异质形核核心使α-Mg晶粒得到细化。     

Effects of Different State Mg-5Sr-10Y Master Alloys on the Microstructure Refinement of AZ31 Magnesium Alloy

通过OM金相显微镜,SEM扫描电镜和XRD等手段研究了不同状态(铸态,挤压态,固溶态)Mg-5Sr-10Y中间合金的组织及其对AZ31组织细化效果。研究结果表明：所有的Mg-5Sr-10Y中间合金均由α-Mg,Mg17Sr2 和 Mg24Y5相组成,但是α相的形貌以及第二相的尺寸,数量和形态却各不相同,并最终导致对AZ31晶粒细化效果的不同;各种不同状态的中间合金均能有效细化AZ31镁合金,但细化效果却不同,挤压态中间合金对AZ31细化效果最好,其次是铸态,最后是固溶态;不同的细化效果主要与非均质形核和成分过冷有关,而与遗传效应无关     

Al-TiC中间合金的制备及对AZ91合金铸态组织的细化效果

采用铸造接触反应法制备Al-TiC间合金，EPMA和XRD分析显示，反应温度和保温时间是TiC颗粒原位合成的重要工艺参数，基于热力学计算和动力学分析探讨了原位TiC颗粒的形成机制。在AZ91镁合金熔体中加入0．3％的Al-10％TiC间合金可明显细化晶粒尺寸，由基体合金的107μm降至57μm，降低幅度约为47％。晶粒细化机制可归结为TiC颗粒作为初生α-Mg的异质晶核。     

Al-C和Al-Ti-C中间合金对AZ91合金晶粒的细化

制备出两种用于AZ91合金晶粒细化的Al-C和Al-Ti-C中间合金.结果表明:这两种中间合金对AZ91合金均有良好的晶粒细化作用.向AZ91合金中加入1%的Al-C中间合金可使晶粒由原来的约130μm减小至65μm左右;向AZ91合金中加入1%的Al-TI-C中间合金可使晶粒由原来的约130μm减小至45μm左右.然而,两种中间合金添加量分别大于1%时,晶粒尺寸没有进一步的变化.分析认为:Al-C和Al-Ti-C中间合金起晶粒细化作用的分别是Al4C3相和Al4C3和TiC复合相.     

Mg-TiB_2中间合金和Ce对AZ91D镁合金显微组织的细化

采用SEM、EDS和XRD等测试手段,研究了Mg-50%TiB2中间合金和稀土元素Ce对AZ91D镁合金显微组织的细化效果。结果表明,加入1.4%的中间合金可以显著细化AZ91D镁合金的枝晶组织和晶粒,α-Mg的平均晶粒尺寸由240μm下降至50μm。在此基础上,复合添加0.2%Ce后,枝晶组织和晶粒进一步细化,同时,β相由粗大骨骼状转变为岛状和细小的粒状,且产生新相Al4Ce。通过能谱分析及面错配度计算证实,TiB2可作为初生α-Mg的良好异质核心。加入稀土元素Ce引起合金成分过冷度增加,从而激活固液界面前沿潜在的TiB2核心,提高TiB2的形核率。     

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。     

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。     

塑性变形对AZ31镁合金晶粒细化的影响

利用6300kN液压机通过挤压的方法研究了塑性变形对AZ31镁合金晶粒细化的影响.实验表明:挤压变形可显著地细化镁合金晶粒并提高镁合金的力学性能;随挤压比的增大,晶粒细化程度增加,金属的协调变形能力增加,塑性增加;并且通过适当控制成形温度,平均品粒直径可控制在3～5μm之内.     

Mg-8Sr中间合金对AZ91晶粒细化的研究

AZ91镁合金属于密排六方结构（HCP）,塑性较低,而采用晶粒细化的方法可在很大程度上改善镁合金的力学性能。采用Mg-8Sr中间合金作为AZ91镁合金的细化剂。试验结果表明,Mg-8Sr中间合金能起到很好的细化效果,并使AZ91镁合金的力学性能有很大的提高。     

高锶含量AZ31镁合金的铸态组织及含锶相(英文)

研究不同Sr含量(0,0.3%,2.5%和5.0%,质量分数)的AZ31镁合金的铸态组织及含锶相。结果表明:在AZ31镁合金中添加Sr后,枝晶/晶粒尺寸变小,并且在0~5.0%的范围内,随着Sr含量的增加,枝晶细化且形态出现钝化现象,位于晶界/枝晶界的合金相分布更加弥散。添加0.3%Sr后,β-Mg17Al12相从未添加Sr的AZ31合金中的连续、不规则条状转变为不连续、不规则条状和/或细小颗粒状。在添加2.5%Sr和5.0%Sr的合金中发现了一些层片状共晶相,且后者的层片间距更加小。较高含量的Sr添加到AZ31镁合金中可以形成一种新的共晶和/或离异共晶三元Mg11Al5Zn4相,在添加2.5%Sr和5.0%Sr的合金中发现了Mg17Sr2相和Mg2Sr相。     

铈对镁合金AZ31晶粒大小及铸态力学性能的影响

试验采用普通的熔炼铸造方法，就稀土Ce对镁合金AZ31晶粒大小及其铸态力学性能的影响进行了研究。Ce含量＜1％时随着Ce含量的增加AZ31晶粒越来越细，超过1％时晶粒又变粗。对获得的细晶材料进行了铸态下力学性能的测试并与未加细化剂的材料进行比较，发现抗拉强度和塑性都明显提高。断口扫描分析证明拉伸时断裂为明显的沿晶断裂，压缩时为穿晶断裂。     

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。     

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-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.     

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。     

Al-5C中间合金对AZ31镁合金的细化机理

采用粉末原位合成工艺制备Al-5C中间合金,研究Al-5C中间合金对AZ31镁合金晶粒细化的影响及细化机理。结果表明：Al-5C中间合金由α（Al）和 Al 4 C 3两相组成,Al 4 C 3颗粒的尺寸分布由烧结时间控制。Al-5C中间合金能显著地细化AZ31镁合金晶粒尺寸,当Al-5C中间合金添加量低于2%时,随着Al-5C中间合金添加量的增加,AZ31镁合金晶粒尺寸减小。晶粒细化机理是由于 Al4C3与 Mn 反应生成的Al-C-Mn 颗粒能作为初生α-Mg晶粒的异质形核基底,从而细化晶粒。     

细晶粒AZ31(Ce)镁合金板材的组织与性能

研究了稀土元素Ce对Mg-AL-Zn系AZ31镁合金板材轧制、退火后组织与性能的影响，探讨了细晶粒镁合金的塑性变形机理。结果表明，AZ31(Ce)合金轧制变形及退火后，可以获得尺寸十分细小的晶粒(约10μm)，变形能力进一步提高。细晶粒镁合金在变形过程中有多种变形机制共同作用，在大尺寸晶粒中，变形机制以滑移和孪生为主，而在小尺寸晶粒(约10μm)中，晶界滑动机制发挥了重要作用，它可以协调大尺寸晶粒的变形对提高镁合金变形能力起有益的补充，有效地提高镁合金的轧制变形能力。     

Effects of grain refinement on mechanical properties and microstructures of AZ31 alloy

Cerium was added in AZ31 alloy with the contents of 0.4%,0.8%and 1.2%respectively to produce experimental alloys. The grain refinement of Ce in the as-cast and rolled AZ31 alloy were studied by using Polyvar-MET optical microscope with a VSM2000 quantitative analysis system,KYKY2000 SEM and Tecnai G~2 20 TEM.And the mechanical properties of AZ31+Ce alloy were tested on a CSS-44100 testing system with computerized data acquisition.The results show that the cerium has a good grain refinement effect on the ...     

采用Al及Al-12Si中间层的AZ31B镁合金TLP接头的组织和性能

采用Al及Al-12Si为中间层对AZ31B镁合金进行过渡液相扩散焊,用环境扫描电镜及万能试验机测试并分析了接头组织与强度之间的关系。研究结果表明：采用Al作为中间层时,随着保温时间的增加,Al12Mg17金属间化合物含量降低,接头强度升高;采用Al-12Si作为中间层时,含硅相Mg2Si对焊缝的强化提高了接头强度,但保温时间过长时,Mg2Si偏聚于焊缝中心会降低接头性能。