基于超声搅拌的铝合金焊缝晶粒细化方法

理解不同超声作用下的熔池晶粒结晶特点对超声辅助TIG焊接工艺的优化具有重要意义. 以铝锂合金为研究对象,改变超声作用阶段及施加形式,分析焊缝晶粒分布特征. 结果表明,电弧熄灭后超声作用下,焊缝边缘为断裂的柱状晶,焊缝中心为等轴晶;熄弧前及熄弧后均有超声作用时,焊缝内部全部为等轴晶. 持续超声形式和瞬态超声形式对熔池晶粒结晶具有不同的作用,持续超声主要促进熔池内晶粒的异质形核而促使等轴晶形成,瞬态超声主要通过破碎枝晶细化晶粒. 超声细化铝锂合金TIG焊缝晶粒机制与超声作用阶段及形式具有直接联系.     

铝和铝合金的晶粒细化

1 晶粒细化剂(中间合金)的生产和试验工业用晶粒细化剂通常是含有不同量的其他元素(主要是硼)的Al-Ti基合金。因此,研究二元Al-Ti平衡相图是很必要的,示于图1。Momdolfo评述了该合金系的相平衡,这里仅概述一些要点。相图中存在四方晶结构     

铝合金晶粒细化剂的研究进展

晶粒细化剂是铝合金生产中常用的添加剂之一,能显著提高铝合金的力学性能和机械加工性能,对铝合金的生产具有十分重要的意义。本文阐述了铝合金晶粒细化剂的发展历史和研究现状,并简单介绍了晶粒细化剂的细化机理和目前工业生产中常用的晶粒细化剂。     

铝合金晶粒细化剂的比较

铝合金晶粒细化剂在国内外铝熔铸中的得到广泛应用，简介了几种常见的铝合金晶粒细化剂及其生产方法和优缺点。     

铝合金晶粒细化方法的研究现状及最新动向

综述了铝合金晶粒细化的各种方法与应用现状，分析了各种细化方法的细化机理。并对新型中间合金细化剂如Al-Ti-B-RE、Al-Ti-C-RE等的细化效果进行讨论，最后阐述了一种新的晶粒细化方法一细晶铝锭及其对铝合金的细化效果、细化机理及应用。     

变形铝合金晶粒细化的进展

综述了变形铝合金晶粒细化方法、细化机理和使用现状,提出了工业用变形铝合金晶粒的高效细化策略,并对晶粒细化的未来发展提出了展望。     

铝合金晶粒细化剂行为的研究

本文用萃取法富集合金中第二相测定出铝合金中加入了添加剂—钛剂后极微量的Ti、B,并用X射线衍射检查出TiB_2相。用扫描电镜观察到了TiB_2颗粒,能谱仪定点测定了成分,从而证明了含钛添加剂的作用是其中的TiB_2颗粒为异质晶核而细化晶粒的。     

铝合金晶粒细化剂的试验方法（1）

介绍了铝合金晶粒细化剂性能的各种试验方法：铝合金晶粒细化剂标准试验ＴＰ－１法;ＫＢＩ环模试验法;雷诺高尔夫Ｔ模试验法;德国铝联合公司ＶＡＷ法和美国铝业公司Ａｌ－ｃｏａ冷指试验法。     

7050铝合金晶粒细化的研究

在普通连铸以及电磁连铸下制备了加入和不加细化剂Al-Ti-B的7050铝合金,研究了Al-Ti-B以及电磁场对合金晶粒细化的影响,结果显示加入0·2%的Al-Ti-B与磁场的引入均可有效的细化晶粒。此外,细化剂在磁场作用下依然可以发挥效用,在磁场与细化剂的共同作用下的晶粒细化效果比二者单独作用下的都要好,铸锭边部与中心晶粒尺寸分别达到70μm和53μm。     

6061铝合金半固态浆料的行波电磁搅拌制备工艺

采用低过热度浇注和弱行波电磁搅拌工艺,成功制备出6061铝合金半固态浆料。研究了浇注温度、搅拌功率和搅拌时间对6061铝合金半固态浆料的影响。结果表明:低过热度浇注和弱行波电磁搅拌技术可获得具有良好球状初生α-Al的6061合金半固态组织。浇注温度接近液相线温度,搅拌功率大于2.5kW,搅拌时间大于10s时,6061铝合金半固态浆料中的初生α-Al细小圆整,尺寸均匀。但是当浇注温度降至液相线温度时,组织中出现少量树枝晶。最佳工艺参数:浇注温度667℃、搅拌功率2.5kW、搅拌时间10s。     

电磁搅拌铝钛硼中间合金的洁净化

本文研究了电磁搅拌对铝钛硼中间合吉净化的影响。结果表明：黾磁搅拌能去除铝钛硼间合金中的夹渣,并且谘流磁场比直流磁场渣效果好;铝钛硼中间合金在磁感应度为０．２４Ｔ的交流磁下搅拌３ｍｉｎ。除渣效果最明显;电磁搅拌还在一定程度上改善了铝钛 间合金的细化效果。初步探讨了电磁搅拌的除渣机理,认为电磁场不仅能引熔体的旋转,而且在熔体中固液界面前约１ｃｍ范围内存在一个附加环流（次级流）,附加充的存在是电磁搅拌除     

铝合金半固态成形晶粒超声细化试验研究

设计了倾斜板—超声凝固复合处理工艺试验方案,研究了三种工艺参数对半固态组织的影响.运用正交试验法对实验方案进行了优化,获得了制备高性能的超细晶半固态材料的成形工艺:浇注温度为685℃、铸型预热温度为30℃、倾斜板预热温度为150℃.该工艺制备的试样组织与性能最佳.     

Al—Ti—B晶粒细化合金中的有效形核相

研究了ＡｌＴｉＢ晶粒细化合金中各化合物相ＴｉＡｌ３、ＴｉＢ２和ＡｌＢ２对铝晶粒的细化作用。结果表明，ＴｉＡｌ３相是有效形核相，ＴｉＢ２和ＡｌＢ２相不能单独作为形核相，Ｂ对ＡｌＴｉＢ的细化作用有显著影响，但Ｂ及硼化物不能单独影响细化过程，而是富集在ＴｉＡｌ３相中对细化过程产生重要影响。     

Effect of SiC volume fraction on the age-hardening behavior in SiC particulate-reinforced 6061 aluminum alloy composites

The age-hardening behavior in the SiC particulate-reinforced 6061 aluminum alloy composites (SiCp/6061 Al alloy composites) was investigated using hardness measurement, calorimetric technique and transmission electron microscopy. The aging time for the peak hardness in 10%SiCp/6061 Al and 20%SiCp/6061 Al alloy composites was shorter than that of the unreinforced 6061 Al alloy, and the age-hardening was most accelerated in the 20%SiCp/6061 Al alloy composite. It is induced from the high density of dislocations in SiCp/6061 Al alloy composites which act as heterogeneous nucleation sites of precipitates and as a high diffusivity path of alloy elements. The precipitation sequence and the aspect of precipitates in the 6061 Al alloy cannot be affected considerably by the presence of SiC particulate and the volume fraction of SiC particulate. The activation energies for the formation of the intermediate β' phase in the unreinforced 6061 Al alloy, 10%SiCp/6061 Al and 20%SiCp/6061 Al alloy composite were 142.6 kJ/mol, 127.3 kJ/mol, 106.1 kJ/mol, respectively.     

石墨粒度对6061铝性能的影响

选择6061A1为基体的铝合金,用同样质量分数的纳米级和微米级的石墨作为增强剂研究石墨粒度对6061A1性能的影响.分别从抗磨损、拉伸强度和阻尼性能几个方面对复合材料进行研究.结果表明,加入1%纳米石墨的复合材料耐磨损性能好于添加微米级石墨的复合材料;加入纳米石墨后复合材料的抗拉伸强度高于基体合金,而加入微米级石墨后复合材料的抗拉伸强度下降;加入石墨后复合材料的阻尼性能提高,但加入纳米级的石墨更具有优势.     

物理场对3003/4004复合铸锭凝固组织的影响

采用电磁搅拌、功率超声、超声电磁复合场等不同物理场制备3003/4004铝合金复合铸锭。结果表明,在电磁搅拌作用下,界面附近4004合金一侧α(Al)组织从未施加外场的树枝状转变为花瓣状。在功率超声作用下,4004合金中α(Al)及共晶硅组织都得到了良好的细化。在超声和电磁场联合作用下,界面处4004合金中的α(Al)组织同样得到细化,并且界面处的共晶硅组织较单独超声铸锭的更细小,其形貌从未施加外场时的粗大板条状及施加超声后的细针状转变为细小短棒状。     

电磁搅拌下铝合金的力学性能研究

研究了无搅拌铸造和电磁搅拌铸造下的Al-24%Si过共晶合金和Al-6.6%Si亚共晶合金常温下的力学性能,并运用扫描电镜对其拉伸断口进行了分析。结果表明:在搅拌作用下凝固的合金相比同成分非搅拌时凝固的合金,Al-24%Si过共晶合金强度提高了约11%,伸长率提高了约12%;Al-6.6%Si亚共晶合金强度提高了约5%,伸长率提高了约46%。过共晶合金在相同搅拌强度下,其硬度是随着降温速率的增大而增大的。亚共晶合金在搅拌强度相同时,降温速率越小,硬度就越高;合金降温速率相同时,搅拌强度越高,硬度就越高。     

超声振动对6061铝合金焊接热裂纹影响

为解决硬铝合金焊接接头软化严重的问题,选用7075铝合金作为填充材料对6061铝合金进行高组配焊接. 焊接接头硬度确有提升,但在焊接过程中产生了热裂纹. 文中设计了一个超声辅助平台将超声振动引入到传统的钨极氩弧焊中,在确保焊接接头硬度的条件下解决焊接热裂纹的问题. 结果表明,超声功率较低时热裂纹消失,但超声功率达到480 W时,热裂纹再次产生. 随着超声功率的增加,焊接接头的晶粒尺寸和形状发生了变化,熔合区的柱状晶被打碎,转变为较为细小的等轴晶,焊缝中心的等轴晶也发生了细化,在功率640 W时焊缝中心的平均晶粒尺寸最小. 焊接接头中的析出相数量也随着超声功率的增大逐渐增多,分布逐渐均匀,对焊接热裂纹造成影响,因此存在一个超声功率的范围,能够同时解决焊接接头软化和焊接热裂纹的问题.     

电磁搅拌Al-24%Si合金的显微组织

在常规凝固条件下,Al-24%Si过共晶合金中的初生Si为粗大的板片状。经过激烈的电磁搅拌,初生Si得到明显细化,分布均匀,绝大部分初生Si呈球团状或块状;搅拌功率越大,初生Si越细小和圆整;P变质可以强化电磁搅拌效果。在电磁搅拌条件下,Al-24%Si过共晶合金中的初生Si得以细化和球团化的主要原因是：电磁搅拌引起合金熔体对初生Si的机械破碎、摩擦作用、抑制初生Si择优生长作用、促进初生Si熟化和变质细化作用。