中间合金细化剂在铝合金中的应用及细化机理

摘要：综述了中间合金细化剂对铝合金晶粒细化处理的研究与应用现状。对已开发的Al—Ti—B，Al—Ti—C，Al—Ti—C-B和Al—Ti—B-RE等新型的中间合金细化剂进行了详细的比较。并对具有代表性的细化理论如包晶反应、碳化物一硼化物及组织遗传性进行了分析和讨论。但迄今还没有一种观点和理论能完全解释所有的晶粒细化现象和细化行为。     

温度对AlTiC中间合金内部组织及细化性能的影响

采用接触法来制备AlTiC中间合金.通过X-ray衍射和SEM扫描电镜及EDS能谱分析发现,随着温度的改变,TiC和Al3Ti粒子的形态和分布会发生相应的变化,而TiC和Al3Ti粒子的形态和分布的变化很大程度上影响着AlTiC中间合金的细化效果.研究结果表明:在800℃时,AlTiC中间合金对工业纯铝的细化效果最好.     

AlTiC中间合金组织遗传性的研究

详细论述了采用不同铸造工艺制取的相同成分不同组织形貌的AlTiC中间合金。通过对比试验发现,不同组织形貌的AlTiC中间合金细化工业纯铝时具有明显不贩细化效果,AlTiC呈块状分布的AlTiC中间合金细化效果最好,其次是TiAl3呈梅花状和片状分布的AlTiC中间合金。借助金相显微镜、X射线衍射仪手段对其组织进行了分析对比,探讨了组织遗传对细化效果的影响,分析表明：3种AlTiC中间合金的相组织相同,均由αAl基体、TiAl和TiC组成,细化效果的差异由AlTiC中间合金的组织遗传效应造成的。     

细化、变质剂Al-Ti-C-Sr中间合金的制备及效果研究

采用二步法制备Al-Ti-C-Sr中间合金,预制AI-10Sr铝熔体温度850℃,用纯氩气精炼。采用自蔓延法预制Al-Ti-C铝液,氟钛酸钾和石墨粉加入熔体的温度为800℃-900℃,并在最终使熔体达到1200℃以上。合成Al-Ti-C-Sr中间合金是在Al-Ti-C熔体温度在800℃-900℃时加入AI-10Sr合金。再用制备好的Al-Ti-C-Sr中间合金对A356铝合金进行细化变质处理,具有细化和变质双重作用,效果明显。     

氟盐连续铸轧法生产Al-Ti-B中间合金的研究

Al-Ti-B中间合金是一种高效实用的铝合金晶粒细化剂。对氟盐连续铸轧法生产Al-Ti-B中间合金的工艺过程进行了总结、分析,着重研究了氟盐的加入顺序、熔体的过热温度、搅拌及静置时间、轧制和稀土对中间合金的性能的影响,并提出生产中应注意的环节及改进方法。随着高性能Al-Ti-B中间合金的出现,Al-Ti-B在细化剂市场上的主导地位将不断巩固。     

铝液温度对热爆合成Al-Ti-C中间合金组织的影响

利用Al, Ti和C粉末原料,采用铝液中的热爆合成法制备出用于铝及铝合金晶粒细化的Al-Ti-C中间合金.采用扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)研究了热爆合成产物的成分, 组织与形貌.结果表明: Al-Ti-C中间合金由Al, Al3Ti和TiC三相组成, 铝液温度对反应体系温度有重要影响, 改变了中间合金中Al3Ti, TiC的形态和分布, 并影响其晶粒细化能力.     

Al含量对热爆合成Al-Ti-C组织及细化性能的影响

为改善Al-Ti-C中间合金的晶粒细化性能,采用铝液中热爆合成法制备出用于铝及铝合金晶粒细化的Al-Ti-C中间合金.通过DTA、XRD和SEM等手段分析了Al含量对热爆反应过程及合成产物组织形态的影响,并比较了Al-Ti-C中间合金对工业纯铝的细化效果.结果表明,铝液中热爆合成的Al-Ti-C中间合金由Al、Al3Ti、TiC三相组成,Al含量对反应体系的合成温度、反应速度及合成产物组织产生重要影响.调整原料Al含量可有效控制中间合金中第二相粒子组织形态,获得良好的晶粒细化性能.     

新型Al-Ti-B-Re中间合金对工业纯铝细化工艺设计及细化机理研究

采用颗粒纯钛法制备了新型的Al-Ti-B-Re中间合金细化剂,考察了细化剂添加量、保温时间、浇注温度对工业纯铝细化效果的影响。实验发现当细化剂添加量为0.5%(质量分数),浇注温度在760℃,保温时间为30min时细化效果最佳,最佳效果为铝的晶粒细化到50～60μm,硬度提升了6.48%,抗拉强度提升了8.79%。最后分析了Al-Ti-B-Re中间合金细化机理。     

Al-Ti-B中间合金元素实收率的控制与细化效果

本文采用氟盐反应法,通过不同粒度的KBF_4、K_2TiF_6原料与Al熔体反应制备出Al-5Ti-1B中间合金,然后分别从元素实收率、微观组织特征、晶粒细化效果等方面讨论了KBF_4、K_2TiF_6粒度对制备Al-5Ti-1B中间合金的影响。实验结果显示,控制KBF_4、K_2TiF_6的粒度可以有效地控制Ti、B元素的实收率、TiAl_3相的尺寸及分布的均匀性,从而起到改善细化效果的作用。该研究结果期望为工业生产高质量Al-Ti-B中间合金细化剂提供技术参考。     

Mg-TiB2中间合金和Sr对AZ91D镁合金显微组织的细化

采用SEM、EDS和XRD等测试手段研究了粉末原位合成法制备的Mg-50%TiB2(质量分数,下同)中间合金的组织和结构,以及Mg-50%TiB2和Sr对AZ91D镁合金显微组织的细化效果。结果表明,1.4%(Mg-50%TiB2)中间合金和0.1%Sr的复合添加可使AZ91D镁合金的α-Mg晶粒尺寸由基体合金的240μm降至49μm。通过面错配度计算证实TiB2可成为初生-αMg的良好异质核心。加入碱土元素Sr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。     

Al-Ti-C和Al-Ti-B对7050铝合金微观组织与力学性能的影响

采用金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)及能谱仪(EDS),结合拉伸力学性能与维氏硬度测试,研究了Al-5Ti-1B和Al-5Ti-0.2C晶粒细化剂对含Zr的7050铝合金铸态、均匀化态以及时效变形态的微观组织演变规律、第二相析出行为及力学性能的影响。结果表明:在7050合金中,Zr元素会使Al-5Ti-1B和Al-5Ti-0.2C均发生细化"中毒现象",降低晶粒细化剂的细晶效果;与Al-Ti-1B相比,增大Al-Ti-0.2C晶粒细化剂的添加量对于缓解"Zr中毒"现象,细化晶粒更有效,且能够提高合金强度与硬度,并使合金保持较好伸长率;同时,使用Al-5Ti-0.2C晶粒细化剂的7050合金,其第二相的分布较使用Al-5Ti-1B晶粒细化剂更加弥散、均匀。     

Influence of Deformation on the Microstructure and Low-temperature Refining Behavior of Al-3.5P Master Alloy

In this paper,the influence of deformation on the microstructure and low-temperature refining behavior of Al-3.5P master alloy was investigated.The results show that the average size of AIP particles can be reduced obviously from 15.3 μm to about 2.1 μm by deformation.However,it exhibits entirely opposite influence on refining performance when A1-3.5P master alloy was deformed at room temperature and high temperature,respectively.Only when Al-3.5P master alloy was subjected to thermal deformation,can an improvement of low-temperature refining performance be obtained.In this condition,primary Si in A390 alloy can be refined from 137 to 21 μm,making it a potential candidate for die casting production.A mechanism associated with the transformation of particle-matrix interface during deformation has been proposed and further experiment has been designed to validate it.     

铝钛碳、铝钛硼细化剂对铝基体细化效果的评定研究

采用Al-Ti-B(丝)、Al-Ti-B(锭)、Al-Ti-C三种细化剂分别对铝基体进行细化,对比了3种细化剂对铝基体的细化效果,研究了不同加入量的细化剂对铝基体细化效果和力学性能的影响。结果表明,当细化剂的加入量为3%时,Al-Ti-B(丝)的细化效果最好,而Al-Ti-B(锭)较Al-Ti-C的细化效果好;加入量对细化效果有一定影响,加入量为1%～10%时,随加入量的增加,细化后晶粒的尺寸先变小后变大,在此范围内有一个最佳加入量。铝基体的抗拉强度、伸长率和硬度随着晶粒细化剂加入量的增加而先逐渐提高后逐渐降低,当晶粒细化剂的加入量为8%左右时,铝基体的抗拉强度、伸长率和硬度分别达到最大值。     

Ni56Cr44Ti锻造合金的组织和性能研究

对Ni5 6Cr44Ti锻造合金在不同状态下的组织和性能进行了试验和分析。认为此合金具有优良的高温力学性能和耐高温高硫含钒腐蚀性能 ,特别适用于制造高温高硫含钒环境中的承力构件     

Al-5Ti-0.25C细化剂对2024铝合金组织及力学性能的影响

研究了Al-5Ti-0.25C细化剂对2024铝合金铸态显微组织及力学性能的影响。试验结果表明:未添加细化剂时,2024铝合金显微组织呈粗大的枝晶状,平均尺寸约为150μm;添加Al-5Ti-0.25C后,晶粒为细小的等轴晶。本试验条件下,最佳的细化剂添加量为0.3%,此时,2024铝合金的平均晶粒尺寸为56μm,其力学性能得到显著提高,抗拉强度和延伸率分别为382 MPa、2.60%,与未细化试样相比增幅分别为12.4%、69.9%。     

Al-5Ti-0.25C合金制备工艺及其细化效果研究

目的 对机械加工过程中的Al屑和Ti屑进行回收再利用.方法 以Al屑和Ti屑为制备Al-5Ti-0.25C合金的原材料,分析Al屑和Ti屑的加料温度、反应温度和反应时间对Al-5Ti-0.25C微观组织的影响,确定最佳制备工艺.在此基础上研究Al-5Ti-0.25C的添加量、细化温度、细化时间和搅拌处理对纯铝的细化效果...     

Mg-4Sr中间合金的微观组织及其在AZ91D镁合金中的组织遗传效应研究

采用“对掺法”制备了相同成分、不同组织的Mg-4Sr中间合金.利用不同组织的Mg-4Sr中间合金在相同工艺条件下对AZ91D镁合金进行变质处理,对比分析了不同组织的Mg-4Sr中间合金试样的变质效果.实验测定了Mg-4Sr中间合金的DSC曲线,分析了Mg-4Sr中间合金的熔化特征.结果表明,Mg-4Sr中间合金由α-Mg基体和Mg17 Sr2相构成.Mg-4Sr中间合金在AZ91D镁合金中存在组织遗传效应,组织细小均匀的Mg-4Sr中间合金对AZ91D镁合金表现出较好的变质效果.相同成分、不同组织的Mg-4Sr中间合金具有不同的DSC曲线,组织细小的Mg-4Sr中间合金的初始熔化温度和熔化焓都     

碳化钨铁基自熔合金堆焊层的组织及性能

二氧化碳气体保护堆焊具有诸多优点,但目前少有其堆焊铁基自熔粉末的报道。利用二氧化碳气体作为热源,在Q235钢表面堆焊Fe_314自熔合金和Fe_314与WC的混合粉末。通过金相观察、硬度测试及磨粒磨损试验,分别研究了涂层厚度及WC含量对堆焊层组织及性能的影响。结果表明:当涂层厚度为3 mm,WC含量为30%时,堆焊层显微组织由多角形碳化物(碳化钨)和少量共晶组成,硬度值达到最高,为65.7 HRC,磨损量最低,为16 mg。     

硅系合金法提纯多晶硅的研究进展

硅系合金法近年来已成为冶金法提纯多晶硅的研究热点。大量研究表明,适合的硅系合金能使杂质在硅中的分凝系数大大降低。利用Si-Al合金,通过定向酸洗工艺所得到的多晶硅制成太阳电池其效率最高可达10.6%,在感应磁场下凝固能使Si有效分离,大大降低酸的用量。Si-Ga合金法制成的单晶硅锭,纯度可达5N,太阳能电池的效率也达到了15%,但成本较高。Si-Cu合金则具有容易分离的优点。同时介绍了其他硅系合金的研究进展。     

细晶Mg-Ce中间合金的制备及其对AZ91D组织和性能的影响

为了探索细晶Mg-Ce中间合金对AZ91D的变质效果,通过铜模喷铸法制备了细晶Mg-Ce中间合金,在此基础上研究了其对AZ91D组织和性能的影响。结果表明:经过铜模喷铸获得的细晶Mg-Ce中间合金中Mg_(12)Ce相的平均尺寸由50μm下降至10μm,相比于粗晶Mg-Ce中间合金,组织显著细化;细晶Mg-Ce中间合金的变质效果好于粗晶Mg-Ce中间合金,采用细晶MgCe中间合金变质的AZ91D相较于粗晶Mg-Ce中间合金变质的AZ91D,抗拉强度提高了5.23%,延伸率提高了15.14%,维氏硬度提高了6.92%,腐蚀速率降低了44.62%。因此,铜模喷铸是提高Mg-Ce中间合金变质效果的有效手段。