合成过程对Al-Ti-B合金中TiB_2粒子三维形貌的影响(英文)

通过不同工艺制备出一系列Al-Ti-B中间合金,并利用相提取工艺对合金中的TiB2粒子进行提取和分析。研究表明:合成过程对TiB2粒子的三维形貌有显著的影响,不同的制备工艺会导致不同的反应路径,并最终影响TiB2粒子的形貌。利用氟盐法制备的Al-Ti-B中间合金中的TiB2粒子呈现相互独立的六角板块状形貌,且反应温度不会对TiB2粒子的形貌产生影响。然而,利用Al-3B中间合金和海绵Ti制备Al-Ti-B中间合金时,TiB2粒子的形貌随着反应温度的升高而发生明显变化。当反应温度为850℃时,Al-Ti-B中间合金中的TiB2粒子以大的聚集团形式存在,而当反应温度升高到1200℃时,TiB2粒子的形貌转变为复杂的层片状和枝晶状。     

快速凝固处理对Al-Ti-B中间合金组织和细化效果的影响

用单辊甩带法和旋转液体纺绩法分别制备了Al-Ti-B中间合金薄带和细线,研究快速凝固处理对中间合金组织和细化效果的影响。结果发现:采用快速凝固方法处理Al-Ti-B中间合金可提高Ti在!-Al基体中的固溶度,细化TiAl3相和分散TiB2粒子,从而显著提高其细化效果。分别添加0.2%(质量分数)的Al-Ti-B快淬薄带和Al-Ti-B细线处理工业纯铝,可获得粒径约为50～100"m的等轴晶组织。旋转水纺绩法可连续生产线径均匀的线材,比单辊甩带法更具有实用化前景。     

超声空化处理Al-5Ti-1B合金中第二相形貌的演变

研究了超声空化处理对Al-5Ti-1B合金中第二相粒子形貌演变的影响。结果表明,超声空化处理能显著改善第二相粒子的形貌和尺寸。随着超声空化处理时间延长,TiAl_3颗粒平均尺寸减小,形貌由大块状向小块状过渡,最终形成树枝状;TiB_2颗粒由原本在α-Al晶界处的带状聚集转变为基体中的弥散分布,少量附着在TiAl_3的表面。超声处理时间为120s时,第二相粒子形貌最佳,TiAl_3颗粒平均尺寸为19.3μm,TiB_2颗粒平均面积为14.5μm~2。     

加料方式对制备铝钛硼中间合金的影响

采取不同的加料方式来熔制Al-Ti-B中间合金,从Ti、B的直收率、中间合金的化学成分以及微观组织的角度对比,中间合金中TiAl3和TiB2颗粒的分布、形貌及其尺寸大小有较大差异。结果表明,在保证良好的合金成分和合金微观组织的情况下要得到理想的TiAl3和TiB2第二相颗粒,在用氟盐法制备Al-Ti-B中间合金的过程中,应在铝锭熔化后先加入K2TiF6后再加入KBF4。     

高能超声处理对Al-Ti-B中间合金组织和细化效果的影响

在Al-Ti-B中间合金晶粒细化剂的制备和重熔过程中施加高能超声处理,研究了超声处理对中间合金组织和细化效果的影响。结果发现:重熔Al-Ti-B中间合金过程中施加高能超声处理对其微观组织形态和细化效果没有太大影响;混合熔盐反应制备Al-Ti-B中间合金过程中施加超声处理,在超声波的声空化和声流效应协同作用下,可以加速反应的进行,使合金中TiB2粒子的分布更为分散,形成大量细小块状或杆状的TiAl3相,从而提高了细化效果。     

AlTiB中间合金熔体结构的DSC分析

通过DSC分析初步探讨了A15TilB中间合金的熔体结构,试验结果表明:AlTiB中间合金熔体结构是微观不均匀的,即含有未溶解的并保持原始固态组织形态的TiAl_3晶体和TiB_2相颗粒。另外,在某一临界温度下,存在着结构转变,初步绘制了AlTiB中间合金的液态相图,快速凝固组织分析进一步证实了这一结构转变。     

国内外Al—Ti—B合金显微组织分析

用显微镜和电镜观测了国内外Al-Ti-B 中间合金的显微组织和组织缺陷,结果表明,国产Al-Ti-B 的显微组织(TiAl_3、TiB_2的形态、尺寸、分布)与LSM 产品的相似,但国内工业产品的显微组织不够稳定,组织缺陷(铝化物、硼化物聚集块及夹杂)较多,从而导致细化效果有差异。讨论了其差异产生的原因,建议努力提高产品质量,最好是确定定点生产厂。     

联合净化对Al-Ti-B合金组织和细化能力的影响

采用铝热还原法制备了Al-Ti-B中间合金,并对其进行静置-电极吸附-超声处理的联合净化处理。通过X射线衍射分析仪(XRD)、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)等对不同条件下的Al-Ti-B中间合金的微观组织和细化效果进行了分析。结果表明,联合净化处理可以显著改善Al-Ti-B中间合金中TiAl3、TiB2粒子的尺寸与分布情况,处理后的细化剂中TiAl3的尺寸为20μm左右,TiB2粒子尺寸小于1μm;随着净化处理步骤的进行,经Al-Ti-B中间合金细化的工业纯铝晶粒尺寸显著减小,由未处理的344.6μm减小为联合净化处理后的216.5μm。     

Al-Ti-B合金对Al-4Ti变质剂组织与细化行为的影响

针对一般Al-Ti中间合金中TiAl_3常以粗大长条状存在、对铝合金的细化作用较差的问题,以Al-5Ti-B合金来改善Al-4Ti中间合金组织及其变质效果。分别从Al-5Ti-B合金的用量、尺寸及Al-4Ti合金浇注温度等方面研究了加入Al-Ti-B对Al-4Ti合金组织及其变质效果的影响。结果表明:将Al-4Ti合金在1150℃时浇入铺有单屑尺寸为长25~35 mm×宽3~4 mm的Al-5Ti-B合金屑的金属铸模中,能够得到TiAl_3长度为10μm左右、呈短棒或小块状均匀分布的Al-4Ti合金;此Al-4Ti变质剂对Al-Cu合金具有良好的变质细化作用。     

Ti—B变质剂对液态和固态B95ΠЧ合金密度的影响

Al-Ti-B变质处理中间合金对于铝锭组织具有良好作用的本质至今尚不清楚。必须逐次查明Al-Ti-B中间合金在液态、液-固态和固态下对合金的组织敏感性的影响。看来,对此最可采用的方法就是按照γ射线通过熔体而衰减的程度来测定密度的方法。在苏联工艺与机械制造科学研究所设计     

复合稀土与Al-Ti-B协同作用对6061铝合金微观组织和力学性能的影响

6061铝合金中晶粒和第二相的形态、尺寸及分布对合金的综合力学性能有显著影响。本文通过研究不同比例混合稀土LaCe与Al-Ti-B复合添加对6061铝合金显微组织和晶粒细化效果的影响,讨论了稀土的存在形式及其对合金第二相的作用,分析了稀土与Al-Ti-B协同作用对合金拉伸性能和断口形貌以及导热率的影响。结果表明,添加稀土与Al-Ti-B中间合金后,合金的晶粒尺寸减小;稀土主要以Al FeSiREMg相和Al Si Ti Mg RE的形式分布于晶界。此外,稀土的加入促使β-Al FeSi相转变为α-Al FeSi相,Mg2Si相尺寸减小,形成了Al FeSi、Al FeSiREMg等多种复杂化合物,并减少了晶界富铁相的杂质。与未添加稀土的6061合金相比,添加0.05%LaCe和0.2%Al-Ti-B(质量分数)中间合金的6061铝合金拉伸强度和伸长率以及导热率分别提高15.3%、80%和9%;同时,稀土与Al-Ti-B中间合金结合后,断口形貌中粗糙、不规则韧窝转变为小韧窝,断裂形式为韧性断裂。     

添加Al-Ti-B的Mg-20Al-0.8Zn半固态组织的形成机理

利用添加质量分数为0.4%的Al-Ti-B中间合金来改善Mg-20Al-0.8Zn镁合金的铸态组织,研究了该合金在半固态等温处理过程中的组织演变以及非枝晶组织的制备与控制.结果表明,Al-Ti-B能显著减小铸态Mg-20Al-0.8Zn合金的晶粒尺寸,且经过Al-Ti-B细化处理的Mg-20Al-0.8Zn合金在半固态等温热处理过程中可获得更加均匀、细小的球状固相颗粒,固相颗粒的粗化速度较慢.试验得到的半固态组织中固相颗粒的平均尺寸为55～65 μm.试验表明,采用等温处理(450℃+保温90～120 min;465℃+保温90 min或485℃+保温60～90 min)能够得到更适合触变成形的半固态浆料,其半固态浆料的组织更加均匀、晶粒更加细小.     

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。     

工艺参数对Al-Ti-B中间合金第二相粒子的影响

研究了静置时间和加料顺序对铸态Al-Ti-B中间合金第二相粒子形成规律的影响。试验结果表明,随着静置时间的延长,TiAl3的尺寸逐渐增大,在铝基体中的分布更为均匀,且粒子的大小更趋于一致。3种不同的加料顺序中,先加KBF4后加K2TiF6,中间合金中的TiAl3尺寸最大,而混合加盐时TiAl3尺寸最小。TiB2粒子主要分布α-Al边界处,少量分布在TiAl3表面上,静置时间对TiB2粒子分布无影响。     

Al/TiO_2/TiC体系原位合成Ti_3AlC_2/Al_2O_3/TiAl_3复合材料的反应机理

通过分析机械球磨Al/TiO_2/TiC复合粉末的放热反应及原位合成动力学,确定Ti_3AlC_2/Al_2O_3/TiAl_3复合材料的合成路径。在此基础上,结合球磨后复合粉末的微观形貌和物相演变分析,提出复合材料的原位合成机理。结果表明:复合材料原位合成过程中存在中间产物TiO和TiC_x;机械球磨形成的"核壳结构"对原位合成组织细小均匀的Ti_3AlC_2/Al_2O_3/TiAl_3复合材料至关重要。     

原料添加顺序对氟盐法制备Al-Ti-B中间合金的影响

分别从理论计算和实验研究两个方面对氟盐法制备Al-Ti-B中间合金过程中K2Ti F6和KBF4的添加顺序对合金组织的影响进行讨论。结果表明:不同的加料顺序对Al-Ti-B中间合金的物相组成、Ti Al3颗粒尺寸、洁净度等影响很大;在保证高细化效果和洁净度的情况下,使用混合添加K2Ti F6和KBF4制备Al-Ti-B中间合金的工艺最佳。该研究结果为工业上选取合适的原料添加顺序制备Al-Ti-B中间合金提供了参考。     

进口Al-Ti-B和Al-B中间合金成分和组织特点

采用辉光放电质谱仪、图像分析仪及分析软件对进口Al-Ti-B和Al-B中间合金的成分和组织进行了研究。结果表明,进口Al-Ti-B合金中Ti含量约为3.89wt%,B含量约为0.90wt%,两者的比例接近4.3∶1;进口Al-B合金中B含量约为2.99wt%;进口Al-Ti-B线材中TiAl3呈较小的杆状和团块状分布,颗粒尺寸为10～30μm,TiAl3的数量也较多;TiB2颗粒的分布较均匀,尺寸细小,且颗粒之间结合疏松;进口Al-B合金中含有大量粒径为2～20μm的AlB2中间相,分散性好。     

钛、硼对铝及铝合金晶粒细化的研究与发展

一、钛、硼对铝合金晶粒细化的研究状况 在工业铝合金中加入微量的钛或钛和硼,会使其最终凝固组织显著细化。文献指出,使铸锭和铸件的凝固组织细化,具有明显提高合金的力学性能,不易产生裂纹和冷隔,减少偏析,改善压延性能等优点。 1.晶粒细化剂的添加方法 铝合金中添加晶粒细化剂有两种方法: ①中间合金加入法 通常采用的中间合金有Al-Ti、Al-B、Al-Ti-B、Al-Ta等,但Al-Ti和Al-Ti-B中间合金使用最广泛。在Al-Ti中间合金中含3～5%Ti,而Al-Ti-B中间合金通常含5%Ti和0.5～2.5%B。配制中间合金增加了操作工序和中间合金自身的偏析,是这种方法的     

原材料和冷却速率对铝钛硼细化剂第二相组织形态的影响

采用氟盐法和海绵钛法以及它们两个的混合法制备了铝钛硼中间合金细化剂。研究了冷却速率对铝钛硼中间合金中第二相的弥散程度、粒度、形貌的影响,并将氟盐与海绵钛混合后制备的中间合金细化剂的效果与氟盐法、海绵钛法分别制备的中间合金的效果进行了比较。结果表明:用氟盐法制备中间合金的细化效果以及第二相的弥散程度、形态和粒度都要好于用海绵钛以及用海绵钛和氟盐法混合制备的中间合金;第二相的粒度与模具材料的导热系数之间存在着显著负相关性。     

国产铝-钛-硼晶粒细化剂的研制与应用

铝加工技术开发中心研制的Al-Ti-B晶粒细化剂已通过中国有色金属工业总公司的技术鉴定。其线状产品在连续铸轧铝板工业性生产中应用证明,使铸轧铝板达到了1级晶粒度;锭状细化剂使6063合金圆锭100％地消除了通心裂纹和羽毛状晶,未加细化剂时,6063合金铸锭晶粒度为600微米,加有细化剂的则为150微米。该产品起晶粒细化作用的关键因素是:TiAl_3和TiB_2化合物颗粒形貌和尺寸与英国LSM公司的处于同一水平,其细化效果相似。线状和锭状细化剂产品都已投放国内市场。