自蔓延高温合成法（SHS）制备Al-Ti-C中间合金的研究

采用自蔓延高温合成（SHS）技术制备出了一种用于铝及铝合金晶粒细化的Al-Ti-C中间合金，并研究了压坯密度、压坯直径、预热温度对自蔓延高温合成Al-Ti-C中间合金时的燃烧温度及微观组织结构的影响。结果表明：采用SHS法合成的Al-Ti-C中间合金由Al，Al3Ti，TiC3相组成：本研究中压坯压力、预热温度对反应合成Al-Ti-C中间合金时的燃烧温度及产物的微观组织结构有较大的影响，而压坯直径变化对微观组织的影响不是很大。     

辐照参数对激光引燃自蔓延合成Al-Ti-C中间合金的影响

采用激光引燃自蔓延高温合成技术制备Al-Ti-C中间合金,研究了改变激光辐照参数对合成Al-Ti-C中间合金显微组织结构的影响,并用所制备的中间合金对工业纯铝进行细化试验。结果表明:激光辐照时间为1.0s、功率控制在1000W时,制备的Al-Ti-C中间合金生成TiAl3和TiC粒子弥散分布、TiAl3直径在1.5μm左右,TiC粒子直径为1μm。向工业纯铝中加入0.1%的Al-Ti-C中间合金具有最佳的细化效果,细化后晶粒的尺寸为120μm。     

采用自蔓延高温合成技术连接TiAl合金

采用自蔓延高温合成技术实现了TiAl合金的连接。在连接过程中采用了具有很高放热量的Ti-Al-C中间层以及外加电磁场辅助连接。连接接头包括3个典型的反应区域,靠近TiAl母材界面处发现了深灰色的TiAl,反应层,在中间层内观察到了TiC颗粒以及Ti-Al系化合物。直接连接时由于产物和反应物之间的比热差,杂质的气化和孔隙中束缚气体的释放而导致孔隙无法避免。为了提高致密度,在粉末压坯和TiAl母材之间添加了Ag-Cu钎料箔。在SHS反应过程中熔化的钎料改善了中间层对TiAl母材的润湿同时填充到了中间层反应产物的孔隙中,采用这种方法能够提高反应产物的致密度和连接质量。     

自蔓延高温合成钴基Stellite 6合金和铸造HS111合金微观组织

运用SEM、XRD和EPMA等分析方法对自蔓延高温合成钴基Stellite 6合金与连续铸造态钴基合金HS111的微观组织进行比较研究.结果表明,运用自蔓延高温合成方法制备的钴基Stellite 6合金与连续铸造态的钴基合金HS111的微观组织结构相似,但连铸HS111中的碳化物种类比较单一且均匀.     

Al-Ti-C体系中Al对合成TiC的影响

通过压块在不同温度下的烧结反应,借助DTA、XRD分析手段,研究了Al-Ti-C体系中Al对合成TiC的影响。结果表明,烧结后的压块显示出典型的自蔓延高温合成特点。无Al的条件下,Ti很难与C直接反应生成TiC,液态铝可作为很好的扩散介质,并且Al是通过生成Al3Ti而参加自蔓延高温反应。当Ti/C原子比为1,烧结温度为1000℃,压块中的Al量在10wt%左右时,Al-Ti-C体系能较为完全地生成TiC。     

自蔓延高温合成焊接

自蔓延高温合成是一种合成材料的新技术,而且蔓延高温合成焊接则是该工艺焊接则是谝工艺的一个新的应用领域,可以广泛地用来焊接结构和性能相同或是的材料。由于自蔓延高温合成技术的特点,使得这种焊接技术也具有与其它常规焊接技术河比拟的优点。本文从没方面简略地介绍了这种工艺的特点和应用范围。     

基于SHS技术制备Al-Ti-C晶粒细化剂的研究

开发了一种制备Al-Ti-C晶粒细化剂的新方法--自蔓延高温合成法(SHS).分别采用直接SHS工艺和铝液中的SHS工艺制备出了所需的晶粒细化剂,结果表明:用SHS工艺直接合成的细化剂由Al和亚微米TiC粒子组成,而铝液中燃烧合成的细化剂则由Al、块状Al3Ti和粒状TiC组成.上述两种工艺制备的细化剂对工业纯铝均有良好的晶粒细化效果,但比较而言,铝液中的SHS工艺更适合细化剂的低成本制备.     

自蔓延高温合成钴-钛系多孔合金

采用自蔓延高温合成制备了Co-Ti多孔体新型人体骨、关节材料。以Ti粉和Co粉按原子比Ti∶Co=1∶1与Ti∶Co=2∶12种配比的原料,在10Pa负压条件下,500℃预热2min点燃进行自蔓延合成反应。对反应产物进行XRD分析和SEM观察及力学性能测试。结果表明,2种合成产物分别为单相CoTi和CoTi2。CoTi的结构和力学性能比CoTi2优越。其孔隙率为40.9%,抗压强度308MPa,抗折强度134MPa,弹性模量11.6GPa,与人体骨、关节具有很好的力学性能相容性。因此用SHS法制备的CoTi多孔合金有望作为一种新型人体植入材料获得开发应用。     

材料制备新技术——自蔓延高温合成

自蔓延高温合成广泛用于制备难熔高温材料及其他先进材料 ,本文简要介绍了自蔓延高温合成的理论基础及技术应用。     

Al-Ti-C中间合金研究进展

Al-Ti-C中间合金是一种新型铝合金晶粒细化剂,有着广阔的应用前景。综述了Al-Ti-C中间合金制备工艺的发展历程,分别介绍了熔体反应法、高温自蔓延法和热爆法工艺的特点和研究情况;简述了有关Al-Ti-C中间合金的细化机制和TiC粒子的热力学稳定性问题的争议;最后,提出了今后一段时间内Al-Ti-C中间合金领域内的发展方向。     

Al-Ti-C中间合金在ZL205A合金石膏型铸造中的应用

通过对石膏型铸造ZL205A合金添加不同含量的Al-Ti-C中间合金,研究了Al-Ti-C中间合金对ZL205A合金组织和性能的影响。结果表明,当Al-Ti-C中间合金添加量为0.7%时,ZL205A晶粒的细化效果最好,晶粒尺寸达到82μm。经过T5处理,添加0.7%的Al-Ti-C中间合金的ZL205A合金的抗拉强度为456MPa,伸长率达到8.2%,比未处理的ZL205A合金性能有了显著提升。     

AlTiC中间合金对Al-Si合金的细化

在试验室制出AlTi5C0 .3中间合金细化剂 ,该中间合金对纯铝有较好的细化作用。对Al Si合金进行细化时试验发现 ,较低的加入量对合金基本不起作用 ,当w(Ti)达 0 .15 %左右时 ,才能达到最佳细化效果 ,并且发生较早的细化衰退。Mg元素对其细化能力有促进作用     

反应放热法合成Al-Ti-C晶粒细化剂研究

以Al，Ti，C粉末为原料，在Al熔体中通过粉末间的强烈放热反应合成了AlTi5C0．2晶粒细化剂，并采用OM，XRD和SEM等分析手段。研究了中间合金的反应合成过程、TiC粒子的形成机制及其细化特性。结果表明：在670℃时，Ti(s)与Al(1)发生强烈的放热反应，在Al熔体中形成块状TiAl3粒子；反应释放的热量使反应区升温，TiAl3(s)粒子溶解于Al熔体中形成活性Ti，Ti通过扩散至C颗粒表面并与之反应形成TiC粒子，并呈现聚集形态；随保温时间的延长，TiAl3粒子由块状向针片状转变，TiC粒子的簇状分布特征明显增强，中间合金的细化能力略有降低。     

Al-Ti-C晶粒细化剂的细化机理试验研究

通过SEM分析手段，研究了液固反应法制备的Al—Ti—C晶粒细化剂的组织特征，并通过不同Ti／C的Al—Ti—C晶粒细化剂的细化效果比较，确定Al—Ti—C合金的最佳成分范围；分析了Al熔体凝固过程的形核过冷度、以及α-Al形核与长大驱动力，探讨了凝固过程中α-Al细化机制。结果表明：细化效果决定于TiC的数量、形核活性及晶粒生长限制因子的综合作用。     

重熔工艺对Al-Ti-C晶粒细化剂组织的影响

采用Lasertec1LMH21共焦扫描激光显微镜和光学显微镜,观察了Al-Ti-C晶粒细化剂在加热熔化过程中的组织变化与凝固后的组织。结果发现,在加热过程中,Al-Ti-C细化剂中Al基体首先熔化,随后片状Ti Al3和TiC相成为游离相,然后被熔断、破碎成细小的新质点,其破碎程度随着保温时间的延长与熔化温度的升高而加剧。重熔工艺可有效改善Ti Al3和TiC晶粒的形貌,低温对Ti Al3相的形貌影响较大,高温对TiC相的形貌影响较大。     

电解法和铝热法Al-Ti-C中间合金的显微组织研究

由于C元素与铝熔体难浸润,很难形成合金化的A1-Ti-C。提出了电解法制取A1-Ti-C中间合金的新工艺,旨在探索一种性能稳定、成本较低的Al-Ti-C合金化工艺。结果表明,电解法制备的中间合金C的吸收率明显提高,是相同工艺条件下铝热还原法的1.2倍,解决了C、Ti与铝熔体浸润难的问题;同时在合金中形成了数量更多、分布更均匀的TiC颗粒,明显改善了细化剂的细化效果。     

Al-Ti-C对Al-Mg-Si系合金组织及性能的影响分析

研究Al-Ti-C中间合金对Al-Mg-Si系铝合金的组织及性能的影响,并从理论上分析了Al-Ti-C的作用机理.结果表明,Al-Ti-C中间合金对Al-Mg-Si系合金铸态组织具有强烈的细化作用,同时对其导电性能、耐腐蚀性能及抗拉强度也有一定改善.     

原料加入温度对Al-Ti-C晶粒细化剂显微组织的影响

采用K2TiF6、石墨粉和纯铝为主要原料的原位反应方法制备了Al-Ti-C晶粒细化剂.通过光学显微镜、扫描电镜和能谱分析等方法分析了Al-Ti-C中间合金的显微组织.试验结果表明,K2TiF6和石墨粉同温下加入时,Al3Ti呈块状分布,不同温度下加入时则呈针状或长条状分布.随着K2TiF6和石墨粉加入温度的不同,Al-Ti-C中间合金中TiC粒子的生成机制也不同.