浅谈Al-Ti-C与Al-Ti-B细化剂对7050合金铸锭的影响

7050铝合金大量应用于航空航天结构件,在生产过程中熔铸工序的铸锭组织对最终产品质量有决定性影响。为了解不同晶粒细化剂对7050合金铸锭组织的影响规律,采用金相显微镜、扫描电镜等检测手段,分析了Al-Ti-C与Al-Ti-B两种细化剂对7050合金铸锭低倍晶粒度、显微疏松以及显微组织的影响。结果表明：Al-Ti-B在线细化能力优于Al-Ti-C;Al-Ti-C在线细化铸锭的显微疏松尺寸稍低于Al-Ti-B在线细化的铸锭;Al-Ti-B在线细化铸锭的富铁相呈针状形貌,而Al-Ti-C在线细化铸锭的富铁相形貌主要呈块状形貌。     

Al-Ti-B中间合金生产方法及发展趋势

阐述了各种铝及铝合金铸锭晶粒细化的方法,得出Al-Ti-B中间合金是目前工业生产条件下,在铝熔体中添加细化剂进行细化铸锭的晶粒中最经济有效的方法.在过去50多年里,国内外科研工作者对铝钛硼的晶粒细化进行了广泛而又深入的研究,开发出了氟盐反应法、纯钛颗粒法、氧化物法、电解法、铝热还原法和自蔓延高温合成法等多种铝钛硼中间合金的制备方法和半连续铸造挤压法、连续铸轧法和连续铸挤法等多种线材成型方式.通过分析铝钛硼各种制备方法和线材成型方式的优缺点,得出通过氟盐反应法和连续铸轧法生产的铝钛硼中间合金线材,具有制备工艺简单、生产成本低、产品质量稳定、细化效果显著等优点;另外发展新型制备工艺和新型Al-Ti-B中间合金细化剂,是其一个重要的发展方向.     

Al-5Ti-1B细化剂对7050铝合金晶粒尺寸和热裂敏感性的影响

利用金相分析、扫描分析、热裂敏感性评估试验等方法,研究了Al-5Ti-1B细化剂对7050铝合金铸态晶粒细化的作用及铸造过程中热裂敏感性的影响。结果显示,随Al-5Ti-1B添加量的增加,7050铝合金铸态晶粒由粗大不规则的枝晶逐渐变为细小等轴晶,特别是从不添加到添加少量细化剂时细化效果更明显。经热裂敏感性评估,7050铝合金的热裂敏感性随细化剂的加入量增加而下降,说明晶粒细化可以改善合金铸造时的热裂缺陷。论文从晶粒细化对熔体流动、凝固收缩、应变集中等方面的影响解释了相关的机制。     

微量添加剂对铝合金晶粒细化的工艺探讨

以铝合金6063为研究对象，分别讨论了稀土、Al-Ti-B、AlTiBRE中间合金和Al-Ti-C对其晶粒细化的影响，在分析实验数据的基础上，对四种添加剂的细化效果略作比较，总结出了各细化剂的特性及最佳工艺配方。     

微量添加剂对铝合金晶粒细化的工艺探讨

以典型铝合金6063为研究对象,文章分别讨论了稀土、Al-Ti-B、A1TiBRE中间合金和Al-Ti-C对其晶粒细化的影响,在分析实验数据的基础上,对四种添加剂的细化效果略作比较,总结出了各细化剂的特性及最佳工艺配方。     

铝合金熔体处理剂的研究现状及应用分析

在叙述铝合金熔体处理剂应用现状与细化机理的基础上,分析了稀土添加剂、Al-Ti-B中间合金细化剂以及Re-AlTiB中间合金对铝合金铸态组织的影响,接着对复合添加剂稀土铝钛碳中间合金作了应用研究.结果表明,稀土铝钛碳的细化效果显著、抗衰减能力优越,能合理改善材料的强韧性.是一种高效能新型铝合金处理剂.     

原位反应合成技术在ZL201铸造铝合金中的应用

利用原位反应合成技术,以工业纯铝、氟钛酸钾和氟硼酸钾为原料制备了Al-Ti-B中问合金,结果表明,Al-Ti-B合金中AlB_2和Al_3Ti颗粒细小且弥散分布,对铝及铝合金具有显著的晶粒细化效果,并且能大幅度提高殂ZL201铸造铝合金的铸造性能和力学性能。     

微量Mg、Si对AlTiC中间合金细化效果的促进作用

研究了微量的合金元素Mg和Si对AlTiC中间合金细化效果的影响。实验结果表明 :微量的Mg和Si均能促进　　AlTiC中间合金对工业纯铝和 6 0 6 3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AlTiC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AlTiC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AlTiC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AlTiC中间合金细化效果的机理     

Al–5Ti–1B合金显微组织与细化机理

采用粉末混合+热挤压和粉末混合+气雾化+热挤压两种工艺制备了Al–5Ti–1B合金杆,研究了两种工艺制备Al–5Ti–1B合金的显微组织,并进行了晶粒细化性能评定。结果表明:两种制备工艺均可以使TiB₂粒子均匀分布,并抑制TiAl₃相的长大。在7050铝合金熔体中分别添加质量分数为0.2%的两种工艺制备的Al–5Ti–1B合金,添加粉末混合+热挤压工艺制备的Al–5Ti–1B合金后,7050铝合金晶粒细化效果不明显,铝合金晶粒尺寸仍达1400 μm;添加粉末混合+气雾化+热挤压工艺制备的Al–5Ti–1B合金后,7050铝合金晶粒细化效果非常好,铝合金平均晶粒尺寸仅有176 μm。根据此实验现象,对Al–5Ti–1B合金晶粒细化双重形核机理提出新的解释。     

铸造铝合金生产中用于晶粒细化的铝钛硼中间合金的改进

<正>欧洲专利EP2401411本专利涉及一种铸造铝合金细化晶粒用的Al-Ti-B中间合金的生产工艺的改进。该中间合金中含有可溶性的钛铝化合物Al3Ti和不溶性的铝硼化合物Al-B。其改进工艺为:首先,将铝硼合金粉末与K2Ti F6混合,再将该粉状混合物在约650℃的     

Understanding the Co-Poisoning Effect of Zr and Ti on the Grain Refinement of Cast Aluminum Alloys

The “co-poisoning” effect between Zr and Ti (derived from Al-Zr and Al-Ti-B master alloy additions) on the grain refinement of cast aluminum alloys is studied from a crystallographic atom matching viewpoint. The edge-to-edge matching (E2EM) model has been used to investigate the possible “poisoning” phase containing Zr/Ti, Al, and Fe in commercial grade aluminum alloys. The results show that Al₃Ti is the most likely constituent to be poisoned due to the formation of an Al₈Fe₄Zr coating on its surface, since the Al₈Fe₄Zr phase has good crystallographic atom matching with Al₃Ti, but not with the aluminum matrix. Meanwhile, the partial dissolution of Al₃Zr nucleant particles to compensate for the loss of solute Zr aggravates the poisoning phenomenon. This proposed mechanism is consistent with most previous experimental observations and with existing practical solutions employed in the foundry.     

微量添加剂对6063铝合金晶粒细化及力学性能的影响

研究了微量稀土和Al-Ti-B添加剂对6063铝合金的晶粒尺寸和力学性能的影响。结果表明：微量稀土和Al-Ti-B复合作用后的效果更明显，6063铝合金的晶粒得到显著细化，抗拉强度和延仲率得到很大的提高。     

Evaluation of Al-Ti-C Master Alloys as Grain Refiner for Aluminum and Its Alloys

Al-Ti-C master alloys have a great potential as efficient grain refiners for aluminum and its alloys. In the present work, the Al-Ti-C master alloys are synthesized via a relatively novel technique through the reaction of a compacted mixture of K₂TiF₆ and graphite with molten aluminum. The obtained alloys are examined using scanning electron microscopy (SEM), energy-dispersive spectroscopy, and X-ray diffraction (XRD) methods. The results indicate that the produced Al-Ti-C master alloys contain TiC and TiAl₃ particles within the aluminum matrix. Also, these alloys were evaluated using the KBI test mold. The results indicate that the produced Al-Ti-C master alloy is an efficient grain refiner for pure aluminum and its alloys compared with the Al-Ti-B one. The factors affecting the grain refinement of aluminum and its alloys are studied. The proper conditions for evaluating the efficiency of the produced Al-Ti-C master alloy to obtain a minimum grain size are as follows: temperature, 993 K (720 °C); holding time, 2 minutes; and (Ti/Al) weight ratio, 0.01 pct.     

The grain refinement of high-purity aluminum by aluminum-transition metal alloys

In view of the continuing interest in the solidification characteristics of dilute Al-Ti alloys,¹ a recent study² of the mechanism(s) of grain refinement induced in high purity aluminum by various additions of master alloys containing Ti, B, Cr, Mo, V and Zr is reported. For alloys containing more than 0.2 wt pct Ti, TiAl₃ was shown to be commonly a nucleant, in both Al-Ti and Al-Ti-B systems. In addition, it was found that the nature of the master alloys is important in determining the degree of grain refinement a given alloying addition will produce. A “saturation” effect is reported for additions of Ti, and ti-B,i.e., further additions of titanium beyond a given level do not provide any further reduction in grain size.     

中间合金的特性及应用

介绍了中间合金的定义、种类及用途，重点介绍了Al-Zr、Al-Ti-B、Al-Sr、Al-Sb、Al-P、Cu-P、Al-B等中间合金的化学成分、金相组织、作用原理和优缺点等，最后阐述了未来中间合金生产及研究的发展趋势和应用前景。     

铝液还原熔盐中ZrO_2制备纯铝锆母合金

研究了铝液还原熔盐中ZrO2制备铝锆母合金的新方法,考察了还原时间对合金中锆浓度的影响.结果表明,铝液还原熔盐中ZrO2法制备出的铝锆母合金不含有氧化锆和氧化铝夹杂,可制备出更纯净的铝锆母合金.扫描电镜和电子能谱分析结果表明,合金中的Zr主要以Al3Zr晶须形式存在.铝锆母合金中锆浓度随还原时间的延长而明显增加,当还原4 h后合金中锆质量百分含量为1.5%,基本达到上限值.     

超声场作用下7050铝合金的溶质再分配与组织形成的建模仿真与分析

对不施加超声、施加300 W、1 000 W功率超声处理的半连铸成形7050铝合金大扁锭进行晶粒细化的实验研究,并基于元胞自动机-有限元(CAFE)法,建立7050铝合金形核和晶粒生长的数学模型,得到形核参数对仿真结果的作用规律。依靠成分过冷发展的初始阶段建立生长限制因数Q的物理模型,对超声细化晶粒的机制进行说明。模拟和实验结果表明:1 000 W功率超声的晶粒细化效果最佳,此时晶粒的平均尺寸为204μm;模具表面形核的高斯分布平均过冷度、模具表面以及熔体内部形核的高斯分布标准方差对预测晶粒结构影响不大,模具表面及熔体内部形核的高斯分布最大形核密度、熔体内部形核的高斯分布平均过冷度对仿真结果影响显著;晶粒尺寸随Q值增大呈大致单调递减趋势,晶粒大小与Q具有良好的关联性。     

锻造工艺参数对7050铝合金再结晶行为的影响

利用Gleeble-1500热模拟实验机对7050铝合金进行了等温压缩实验，与有限元仿真软件DEFORM3D模拟实验相结合，通过应力-应变与组织分析研究了7050铝合金在不同锻造工艺参数条件下的再结晶行为，结果表明，通过改变温度和应变速率能有效控制再结晶体积分数和晶粒尺寸。     

铝液还原熔盐中ZrO2制备纯铝锆母合金

研究了铝液还原熔盐中ZrO₂制备铝锆母合金的新方法,考察了还原时间对合金中锆浓度的影响.结果表明,铝液还原熔盐中ZrO₂法制备出的铝锆母合金不含有氧化锆和氧化铝夹杂,可制备出更纯净的铝锆母合金.扫描电镜和电子能谱分析结果表明,合金中的Zr主要以Al₃Zr晶须形式存在.铝锆母合金中锆浓度随还原时间的延长而明显增加,当还原4 h后合金中锆质量百分含量为1.5 %,基本达到上限值.      

微弧氧化对7050铝合金腐蚀行为的影响

采用微弧氧化(MAO)技术在7050铝合金表面制备了陶瓷膜层,运用扫描电子显微镜(SEM)和能谱分析仪(EDS)表征陶瓷膜微观结构,采用动电位极化曲线、电化学阻抗谱(EIS)和慢应变速率拉伸试验(SSRT)研究了微弧氧化膜对7050铝合金在3.5%(质量分数) NaCl水溶液中腐蚀和应力腐蚀开裂(SCC)行为的影响.结果表明:微弧氧化膜层由表面疏松层与内部致密层组成,表面疏松层主要由Al₂O₃组成,内部致密层由氧化铝与铝烧结而成.微弧氧化膜层可以有效抑制7050铝合金表面的腐蚀萌生及明显降低腐蚀速率,且使7050铝合金的应力腐蚀敏感性出现显著下降.