Si对Al-Ti-B、Al-Ti-C中间合金细化铝晶粒效果的影响

试验研究了Si元素对Al-5Ti-1B和Al-5Ti-0.2C两种铝用中间合金晶粒细化效果的影响,分析了Si元素影响两种中间合金晶粒细化效果的机制。结果表明,对Al-5Ti-1B和Al-5Ti-0.2C,晶粒细化效果达到最优的Si质量分数分别为2.0%和1.0%。对这两种中间合金,微量Si元素不会影响铝熔体中形核基底的活性;Si元素通过过冷度因子、生长限制因子、离异共晶相、熔体过热度等因素影响细化过程中晶粒的形核与生长,其中离异共晶相是影响中间合金晶粒细化效果的主要因素。     

Mn对Al-Ti-B、Al-Ti-C中间合金细化铝晶粒效果的影响

试验研究了Mn元素对Al-5Ti-1B和Al-5Ti-0.2C两种铝用中间合金晶粒细化效果的影响,分析了Mn元素影响两种中间合金晶粒细化效果的机制。结果表明,总体来讲,Mn对Al-5Ti-1B和Al-5Ti-0.2C的晶粒细化效果有不同程度的破坏作用。微量Mn元素不会影响铝熔体中形核基底的活性,Mn元素加入铝熔体后的生长限制因子很小,不能有效阻止小尺寸晶粒的长大和相互融合,添加Mn元素所导致的熔体过热对晶粒细化的破坏作用占主导地位,最终导致中间合金的晶粒细化效果被削弱。     

其他元素对Ti或Ti＋B细化铝晶粒效果的影响（2）

研究了难熔金属V、Mo、Zr和Ta对常规Al-4％Ti和Al-5％Ti-1％B中间合金细化工业纯铝(99.8％)晶粒效果的影响。每种难熔金属的含量控制在零到0.30％范围内。在添加Al-4％Ti的情况下,熔体中的Ti含量控制在0.15％的水平;在添加Al-5％Ti-1％B的情况下,将熔体中的Ti含量控制在0.045％的水平。发现V和Mo能提高两种中间合金细化铝晶粒的效果;而Zr则降低它们的效果或使其中毒。Ta含量为0.1％左右时,使中间合金原来的晶粒细化效果减弱至最小,超过这一含量后则使被减弱的晶粒细化效果有所恢复。Al-4％Ti和Al-5％Ti-1％B中间合金原来的晶粒细化效果,分别在Ta含量为0.35％和0.2％左有时得到恢复,Zr和Ta使细化剂中毒的试验结果,可以用形成了替换的金属间化合物来解释。     

Al-3Ti-1B-0.2C中间合金对A356合金的晶粒细化行为

对比了Al-5Ti-0.4C、Al-5Ti-1B及Al-3Ti-1B-0.2C中间合金对A356合金的晶粒细化行为.发现在730℃时,加入0.2%的Al-3Ti-1B-0.2C中间合金,可以使A356合金的晶粒尺寸由1000 μm以上细化至175 μm左右,保温60 min内,细化效果稳定,其细化能力明显优于Al-5Ti-1B和Al-5Ti-0.4C中间合金,且该中间合金的加入不影响Sr对共晶Si的变质效果.与Al-5Ti-1B中间合金细化后的A356合金相比,经Al-3Ti-1B-0.2C中间合金细化后的A356合金室温抗拉强度和伸长率分别提高了5.18%和15.98%.     

精炼处理对Al-Si-Mg合金熔体中TiB2粒子的影响

加入Al-5Ti-1B中间合金的Al-Si-Mg合金熔体,经N2气精炼处理后试样的晶粒尺寸较精炼处理前明显粗化,即精炼处理显著削弱了Al-5Ti-1B中间合金对Al-Si-Mg合金的细化效果。分析认为,精炼过程中一部分TiB2粒子及其聚集团极易被N2气泡捕获并游离出熔体,使异质形核衬底数目大幅减少。针对精炼对细化效果的不利影响,提出了两种解决方案,即采用Al-5Ti-0.6B-0.2C中间合金或先精炼后添加细化剂的操作工艺。     

三种中间合金对纯铝晶粒细化作用的对比研究

采用光学显微镜和X射线衍射仪检测分析了Al-5Ti-1B、Al-10Ti和Al-4B三种中间合金的显微组织,并使用这三种合金对纯铝进行了细化实验.结果表明,Al-5Ti-1B中间合金由TiAl3、TiB2和α-Al基体三相组成,Al-10Ti中间合金由TiAl3和α-Al基体两相组成,TiAl3相尺寸不均匀,Al-4B中间合金由AlB2和α-Al基体两相组成.Al-5Ti-1B和Al-10Ti中间合金对于纯铝具有良好的细化作用,Al-4B中间合金对于纯铝几乎无细化效果.TiAl3相时于铝晶粒具有显著的细化作用,在Ti的基础上引入B元素可进一步增强细化作用.     

Al-Ti、Al-Ti-C中间合金对AZ91D镁合金组织和性能的影响

研究了Al-5Ti、Al-5Ti-0．25C和Al-8Ti-2C中间合金对AZ91D镁合金的组织、力学性能和耐腐蚀性能的影响。结果表明,添加Al-5Ti中间合金使晶粒粗化,而添加Al-5Ti-0．25C和Al-8Ti-2C中间合金使晶粒细化,Al-8Ti-2C中间舍金的细化效果明显且细化后组织细小均匀;添加Al-5Ti中间合金使合金的力学性能降低,而添加Al-5Ti-0．25C和Al-8Ti-2C中间合金均使合金的拉伸强度和伸长率得到了提高;添加Al-5Ti、Al-5Ti-0．25C和Al-8Ti-2C中间合金均使合金的耐腐蚀性能得到了改善。对于AZ91D合金而言,Al-8Ti-2C中间合金是一种良好的晶粒细化剂。     

Al-B中间合金对铝合金晶粒的细化机理

通过对Al-B中间合金在纯铝、Al-0．5％Si、Al-1％Si、Al-1．5％Mg以及Al-4％Cu合金中的晶粒细化作用的实验研究,分析B的晶粒细化机理。结果表明：Al-B中间合金对纯铝的细化作用很弱,仅当B含量高于0,04％时,才表现出一定的细化效果。对于Al-0．5％Si、Al-1％Si、Al-1,5％Mg和Al-4％Cu合金,加入少量的B,对合金几乎没有细化作用：但当B含量达到0.02％时,合金晶粒明显细化,晶粒尺寸显著下降：增加B含量,晶粒尺寸继续下降,但下降速度趋缓。这表明AlB2不能作为液态铝的形核中心,而共晶反应机制是Al-B中间合金具有晶粒细化作用的主要原因。     

经ECAP变形的Al-5Ti-1B中间合金对纯铝细化效果的影响

对Al-5Ti-1B中间合金进行等通道挤压变形(ECAP),研究了Al-5Ti-1B中间合金经ECAP变形前后对纯铝晶粒的细化效果,分析了Ti添加量及晶粒生长限制因子对纯铝细化效果的影响。结果表明,随着Ti含量的增加,形核质点增多,纯铝晶粒由约1 220μm细化到70μm左右。ECAP变形明显提高了Al-5Ti-1B中间合金的细化效果,建立了晶粒尺寸与晶粒生长限制因子的关系。     

中间合金对A356.2合金细化的效果

采用铝业协会制订的TP-1型标准测试法,对Al-10RE、Al-5Ti-1B、Al-5Ti-1B-10RE等中间合金对A356.2合金的细化效果进行评价,以优化铝合金轮毂制造过程中合金熔体细化处理工艺。结果表明, Al-5Ti-1B-10RE中间合金中的RE不仅可以有效抑制晶粒尺寸的衰退,而且在一定程度上改善Ti、B、Sr对A356.2合金显微组织的细化和变质效果;TP-1型晶粒度检测法是一种简单、直观、准确的中间合金细化效果在线评价方法。     

Al—Ti—C中间合金的相组成及其细化特性

用专利方法制备出各种成分的Al-Ti-C中间合金作为铝及铝合金的晶粒细化剂。对该系列中间合金的组织和物相分析表明：在制备中间合金过程中,C与Ti反应充分,生成TiC和TiAl3两种管二相,且TiAl3析出量取决于中间合金的Ti含量和Ti/C含量比。用于纯铝的晶粒细化试验表明：与Al-Ti-C中间合金相比,Al-Ti-C中间合金的晶粒细化效率更高;Al-Ti-C中间合金只有在组织中TiC与TiAl3保持适当比例时,才能对纯铝产生良好的晶粒细化效果,不含TiAl3的Al-Ti-C中间合金的晶粒细化作用很微弱;用Al-Ti-C中间合金细化纯铝晶粒时,响应时间短,但衰退较快,且不能通过熔体搅拌法予以消除。分析和探讨了Al-Ti-C中间合金的晶粒细化机理,认为“碳化物理论” 不能充分解释Al-Ti-C的晶粒细化机理,提出“Ti在TiC或TiAl3颗粒表面富集引发包晶反应”的晶粒细化机制。     

硼对电解低钛铝基合金微观组织的影响

研究了Al-B中间合金对工业纯铝和电解低钛铝基合金微观组织的影响.结果表明,硼对纯铝晶粒细化作用较弱;对于电解低钛铝基合金而言,由于在电解过程加入的微量钛的作用,其晶粒已经得到明显细化,且随着钛含量的增加,晶粒细化效果不断加强.向电解低钛铝基合金按Ti:B=5:1的重量比再熔配加入Al-B中间合金,可明显改善电解加钛的晶粒细化作用,特别是在钛含量较低时作用更加明显,随着Al-B中间合金添加量的增加,硼的作用逐渐减弱,最终与不加硼的电解低钛铝基合金的细化效果相当.     

电解加钛与熔配加钛对工业纯铝晶粒细化的作用

对比研究了电解加钛,以Al-Ti和Al-Ti-B中间合金方式向工业纯铝熔配加钛以及向电解低钛铝合金中再熔配加Al-B中间合金的细化效果.结果表明,不同加钛方式对纯铝都有较强的细化作用; 在钛含量相同的条件下,电解加钛的晶粒细化能力明显高于熔配加Al-Ti中间合金的; 钛含量较低时,熔配加Al-Ti-B中间合金的细化效果略好于电解加钛的,钛含量较高时,二者的细化能力相当.向电解生产的低钛铝合金中再熔配加入Al-B中间合金,可明显改善晶粒细化效果,尤其在较低的钛含量时表现得非常明显.     

加钛和加硼方式对铝合金的晶粒细化及其衰退行为的影响

通过对比实验,研究了电解加钛与经Al-Ti、Al-Ti-B中间合金向工业纯铝熔配加钛的晶粒细化效果及其衰退行为,以及Al-B中间合金对电解低钛铝合金的晶粒细化效果及衰退行为的影响,还分析了硼对电解低钛铝合金的晶粒细化和抗衰退行为的影响.结果表明,在钛含量为0.10%和0.15%的条件下,电解加钛晶粒细化作用的衰退速度比熔配加Al-Ti中间合金要慢;熔配加Al-Ti-B中间合金细化晶粒作用的抗衰退能力则明显高于电解加钛和熔配加Al-Ti中间合金;加Al-B中间合金可有效提高电解低钛铝合金的细化效果和抗衰退能力,并使其明显高于电解加钛和熔配加Al-Ti或Al-Ti-B中间合金.     

电解加钛铝合金的晶粒细化及其制备铝-硅合金的组织和性能

研究了电解加钛的晶粒细化作用,与AlTi和AlTiB细化剂对纯铝的晶粒细化效果进行了比较;对用电解低钛铝合金制备的A356合金和由纯铝制备并用AlTi或AlTiB细化处理的A356合金的组织与性能进行了对比研究;进行了利用工业铝电解槽生产的电解低钛铝合金熔体直接生产A356合金的工业试验。结果表明：电解加钛具有显著的晶粒细化作用,其细化能力与AlTiB的相当,明显优于AlTi中间合金的。在试验室条件下,用电解低钛铝合金制备的A356合金与纯铝制备并用中间合金细化处理的A356合金的拉伸性能相当;将电解低钛铝合金熔体直接用于铝．硅合金的生产是可行的,并具有节约能源,细化处理工艺简单,产品质量良好的特点。     

Grain refining technique of AM60B alloy by Al-Ti-B master alloy

The effects of grain refining parameters on grain size of AM60B magnesium alloy have been investigated using an Al-5Ti-1B master alloy as refiner; and an appropriate refining technique has been developed. The results indicate that the Al-Ti-B master alloy is an effective grain refiner for AM60B alloy and the grain size can be decreased from 348 μm to 76 μm. Raising the addition temperature or the pouring temperature is beneficial for grain refinement; while for the addition amount and holding time, there is an optimal value. The appropriate grain refining technique is that 0.3% Al-Ti-B master alloy is added at 780oC and then the melt is held for 30 min before pouring. The above phenomena can be explained by the refining mechanisms that have been proposed from the related studies on Al and Mg alloys and theoretical analysis.     

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.     

Zr和Mn对Al-Ti-B中间合金的影响

验证了铝合金中微量Zr及Mn对Al-Ti-B中间合金细化效果的影响。发现Mn对Al-Ti-B中间合金的细化效果无中毒作用,而Zr在一定浓度范围内显著降低其细化效果;而且提高熔炼温度会加剧Zr对Al-Ti-B中间合金的中毒作用。研究还发现,微量Al-Ti-B及Al-Ti中间合金也会使Zr对铝的细化效果产生中毒作用。