晶粒细化剂对铝合金组织及性能的影响

提高晶粒细化剂加入量,使5083和5052铝合金铸态组织得到了进一步细化.当Ti含量为0.1％时,再继续提高细化剂加入量对细化效果影响不大,且Al-5Ti-1B丝的晶粒细化效果最好.晶粒细化剂加入熔体后形成TiAl3、TiB2、TiC和Al4C3,其中TiC与Al的晶格常数相近,可直接作为Al的结晶核心,起到了异质形核作用.     

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。     

AlTiC晶粒细化剂对6063铝合金铸态组织性能的影响

在生产实践中研究了AlTiC中间合金对Al-Mg-Si系合金的组织、性能的影响,从理论上分析了AlTiC的作用机制。结果表明,AlTiC对Al-Mg-Si合金的组织有很好的细化作用,对其力学性能有一定影响。     

铝合金晶粒细化剂的发展趋势

综述近些年来铝合金晶粒细化剂的研究与应用状况。对Al-Ti、Al-Ti-B、Al-Ti-C、Al-Ti-C-B、Al-Ti-B-RE等晶粒细化剂进行了比较,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丁分析和讨论。认为添加了具有特殊性质稀土的Al-Ti-C-RE和Al-Ti-C-B-RE的多元合金晶粒细化剂是今后发展的方向。     

新型钛-硼晶粒细化剂对ADC12铝合金组织和性能的影响

采用粉末冶金法制备含w(Ti)=50%、w(B)=5%、盐类和少量助熔剂的新型钛-硼细化剂,研究了细化剂加入量和静置时间对ADC12铝合金微观组织结构和力学性能的影响。结果表明,细化剂加入30 min后,粗大树枝晶α-Al组织变得细小,对ADC12铝合金组织具有显著的细化效果,随着静置时间延长,细化效果减弱。加入质量分数为1%的该晶粒细化剂,细化效果最好,ADC12合金的抗拉强度和伸长率分别达到234.75 N/mm2和2.54%。     

新一代铝合金晶粒细化剂Al-Ti-C

综述了新一代铝合金晶粒细化剂Ａｌ－Ｔｉ－Ｃ的理论研究情况。Ａｌ－Ｔｉ－Ｃ晶粒细化剂克服了Ａｌ－Ｔｉ－Ｂ的缺陷，其异质形核核心ＴｉＣ比ＴｉＢ２的聚集倾向更小，并对Ｚｒ、Ｃｒ、Ｖ、Ｍｎ等元素“中毒”免疫。在相同添加量时，Ａｌ－Ｔｉ－Ｃ细化效果优于Ａｌ－Ｔｉ－Ｂ，已成为取代Ａｌ－Ｔｉ－Ｂ的新一代晶粒细化剂。     

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。     

微量Sr对Al-Mg-Si基合金板材力学性能及成形性能的影响

研究了微量Sr对Al-Mg-Si-Cu基合金力学性能、成形性能的影响。结果表明：在所研究合金中加入Sr能够产生微合金化，改变合金的热力学平衡，使Mg、Si、Cu在合金中重新分布。当合金中Sr的质量分数为0．013％时，与不含Sr的合金相比，其力学性能、成形性能更高，且具有较好的综合性能。当合金中Sr的质量分数为0．093％时，与Sr的质量分数为0．013％的合金相比，其力学性能、成形性能下降，且综合性能较差。     

钇对AZ91镁合金晶粒大小显微组织及力学性能的影响

采用光学显微镜、X射线衍射仪、扫描电镜等分析测试手段,研究了添加Y(0.3%~1.3%,质量分数)对AZ91镁合金晶粒大小、显微组织及力学性能的影响。结果表明,随Y添加量增加合金晶粒尺寸先由0.419mm增大到1.117mm后减小到0.864mm,共晶组织先由网状分布变为离散岛状分布,随后又有聚集为断网状的趋势。当Y添加量为0.7%时,合金共晶组织最细小,晶粒最大,Y与合金中Al反应生成块状新相Al2Y。向AZ91镁合金中添加少量Y后,常温下铸态合金力学性能下降,高温(200℃)下合金力学性能增强。     

Al-Ti-C对AZ91D镁合金组织及力学性能的影响

研究了Al-Ti-C不同加入量、不同加入温度对AZ91D镁合金组织的影响，得到了两种工艺因素对AZ91D镁合金的组织和力学性能的影响规律：不同加入量（0、0．5％、1．2％、1．8％、2．5％、3．2％，质量分数，下同）Al-Ti-C和Al-Ti-C加入量为2．5％时不同加入温度（680℃、710℃、740℃、770℃）综合优化后，Al-Ti-C细化剂加入量为2．5％、加入温度为710℃的AZ91D镁合金组织细化程度及综合力学性能最佳。     

时效对6063铝合金力学性能及阻尼特性的影响

对Al—Mg—Si合金6063进行了不同的时效处理，测试了合金在不同时效状态下的力学性能和阻尼特性。结果表明，合金在不同的时效状态，力学性能有明显差异，阻尼特性也有较大差别。可以通过调整合金的时效工艺来改变合金的阻尼特性。     

相同速度比搅拌摩擦加工对Al-Mg-Si合金搅拌区微观组织演变、力学性能和腐蚀行为的影响

采用搅拌摩擦加工技术对2 mm厚Al-Mg-Si（6061-T6）合金板材进行加工。研究了具有相同速度比的搅拌摩擦加工对搅拌区微观组织演变、显微硬度分布、拉伸性能和腐蚀行为的影响。结果表明,加工区微观组织如晶粒形貌、平均晶粒尺寸、晶界分布和析出相演变特征具有明显差异,进而对力学性能和腐蚀行为产生显著影响。加工区等轴再结晶晶粒平均尺寸随着加工速度增加而逐渐减小。转速8000 r/min和加工速度800 mm/min工艺下制备的加工区平均晶粒明显细化,析出相分布也更加接近于母材分布特征。最终,该加工区除了耐腐蚀性能轻微改变之外,展现出了较优的力学性能。加工区最大抗拉强度和延伸率分别达281.5 MPa和34.8%,分别为母材的86.3%和122.1%。高速搅拌摩擦加工对腐蚀性能改善不明显,但可有效改善Al-Mg-Si合金的力学性能。     

液固两相区等温处理对爱AI-MG-Si合金力学性能的影响

研究了Al Mg Si合金在液固两相区之间不同加热温度、不同保温时间对力学性能的影响 ,结果表明 ,在同一保温时间下合金的力学性能随着加热温度的升高抗压强度和屈服强度会有一定的提高 ,而在等温下随着保温时间的增加力学性能先略有提高随后快速下降 ,原因是保温时间会使晶粒的尺寸先细化然后又逐渐长大 ,使得晶粒间的结合程度减小。通过分析不同温度、不同保温时间的材料显微组织 ,找出达到合金最佳性能的工艺方案     

超塑预处理对Al-Zn-Mg-Cu铝合金显微组织及力学性能的影响

通过力学性能测试、扫描电镜和透射电镜观察,研究了传统处理工艺（conventional treatment,CT）和超塑预处理（superplastic pre-treatment,SPPT）对Al-Zn-Mg-Cu铝合金组织和性能的影响。结果表明,采用超塑预处理使铝合金晶粒细化到11μm、而传统工艺处理后的晶粒尺寸为30μm;超塑预处理使Al-Zn-Mg-Cu铝合金抗拉强度提高3．5％,塑性提高25.7％．通过透射电镜观察发现：经超塑顶处理后时效析出相细小、弥散,晶界析出相（grain boundary precipitares,GBP）较小、晶界无析出带（precipitates free zone,PFZ）电较窄．这种组织特性可使合金得到较好的力学性能。     

挤压比对Mg—Zn—Zr—RE合金组织和性能的影响

研究了不同挤压比对铸态Mg-5．4Zn-0．3Zr-0．98RE镁合金微观组织和力学性能的影响。研究表明,当挤压比较小时,微观组织呈现出粗晶和细晶组成的混晶组织;随着挤压比增加到16,微观组织发生完全再结晶,获得均匀、细小的再结晶组织。动态再结晶是铸态镁合金Mg-5．4Zn-0．3Zr-0．98RE晶粒细化的机制。在挤压温度为250℃,挤压比为16时,合金获得的力学性能最好,抗拉强度为345MPa,屈服强度为223MPa,断后伸长率为21．4％。     

Ca和Mn添加对铸态及热处理态Al-Mg-Si合金的微观组织、力学性能和导电性能影响

制备了Al-0.59Mg-0.54Si-X (X=0, 0.253Ca, 0.253Mn)合金来探究微量Ca、Mn添加对铸态、固溶态及时效态Al-0.59Mg-0.54Si-X合金的微观组织、力学性能及导电性能的影响。研究发现,Ca和Mn添加都显著细化了α-Al的晶粒尺寸。Ca能够诱导高密度的Mg₂Si和Al₂Ca颗粒在铸态α-Al晶粒中析出,使合金在铸态下具有最优的力学性能。固溶和时效处理会导致颗粒粗化并且偏聚在晶界,使合金的力学性能急剧下降,但其电导率却增加到了52.44%IACS。Mn添加使得晶界上的粗大β-Al₅FeSi杂质相转化成α-Al(FeMn)Si颗粒,并且诱导Mg₂Si和AlMn颗粒在铸态合金中析出。因此经过固溶和时效处理后的Al-0.59Mg-0.54Si-0.253Mn合金表现出最优的力学性能以及可接受的电导率。