加钪对Al-Zn-Mg-Cu-Zr合金组织性能的影响

本文研究了微量钪对Al-Zn-Mg-Cu-Zr合金组织及性能的影响。钪在铝合金中主要以两种形式的化合物存在，一种是合金凝固时从熔体中析出的一次Al2(Sc，Zr)相，另一种是铸锭均匀化时析出的二次Al2(Sc，Zr)相。前者是αa(Al)晶粒细化剂，可有效细化铸态晶粒；后者可强烈牵制晶粒内位错及亚晶界，有效阻止热轧、退火或固溶处理过程中的再结晶。钪是产生强烈析出强化的合金元素，同不加钪的铝合金相比，含0．30％Sc的Al-Zn-Mg-Cu-Zr合金的抗拉强度和延性显著提高。     

Al—Ti—C中间合金细化铝及Al—Zn—Mg—Cu1.5合金晶粒研究

三元中间合金Al-Ti-C是新研制的一种铝晶粒细化剂。在对高纯铝(99.99％)、工业纯铝(99.7％)及Al Zn-Mg Cu_(1.5)合金细化晶粒的研究中,证明其细化晶粒性能优于通常使用的Al-Ti二元及Al Ti B三元中间合金。用扫描电镜和电子探针等方法研究证实,当钛的加入量少于0.15％时,高纯铝的晶粒细化不是由包晶反应而是由TiC粒子引起的,从而证明了TiC理论。此外,在工业纯铝中残存某些杂质元素,对铝的晶粒细化也起重要作用。本文论述了使用Al-Ti-C中间合金细化铝晶粒的过程及从几方面证实了TiC生核理论。     

用于铝合金晶粒细化的中间合金研究现状与分析

本文讨论了用于铝合金晶粒细化的中间合金研究与应用现状 ,在分析细化机理的基础上对新型细化剂AlTiB　　Re中间合金进行了初步探讨 ,结果表明 ,该中间合金是一种高效长久的晶粒细化剂 ,其效果优于进口的Al5TiB细化剂     

高温合金晶粒细化概述

随着铸造合金尤其是铸造高温合金在工业领域内的广泛应用，多年来冶金工作者为了充分发挥合金的作用及改善合金的性能，对晶粒细化给予很大的关注，并采用了各种方法，如添加形核剂、快速冷却、工艺参数的控制、熔体在凝固过程中的机械振动和搅拌及精铸壳内表面涂层等。“ＦＧＰ”细化工艺、Ｍｉｃｒｏｃａｓｔ－Ｘ专利、Ｇｒａｉｎｅｘ专利和用ＣｏＯ＋Ａｌ２Ｏ３在精铸壳内表面涂层等已被工业采用。虽然孕育剂的添加是一种有效、简单和实用的晶粒细化方法，但直至目前，因为各种因素的限制尚未发现一种令人满意的高温合金细化添加剂。因此，靠加孕育剂细化高温合金晶粒是很困难的，目前这方面的研究仍在进行。     

晶粒细化对Al-3.2Si-0.8Mg合金组织性能的影响

采用Al-5Ti-1B合金细化剂对Al-3.2Si-0.8Mg合金进行晶粒细化,采用金相显微镜、激光导热仪和拉伸试验机等研究晶粒细化对Al-3.2Si-0.8Mg合金微观组织、铸造流动性、力学性能与导热系数的影响.结果表明:随着Al-5Ti-1B合金细化剂添加量的增加,Al-3.2Si-0.8Mg合金的α-Al晶粒逐渐细化,铸造流动性、抗拉强度和伸长率逐渐升高,但导热系数略有下降.当Al-5Ti-1B合金细化剂的质量分数增加到0.5%时,Al-3.2Si-0.8Mg合金的晶粒被细化至平均直径约为90.9μm,铸造流动性试样长度为867 mm,抗拉强度为234 MPa,伸长率为10.1%,导热系数为182.7 W·m~(-1)·K~(-1).     

Al-5Ti-B细化剂对ZA4-1合金微观组织和力学性能的影响

用离心铸造方法制备ZA4-1合金铸件,借助扫描电镜、金相显微镜和万能试验机研究Al-5Ti-B细化剂含量对ZA4-1合金微观组织和力学性能的影响。结果表明:ZA4-1合金中加入含量为0.01%~0.04%的Al-5Ti-B细化剂能够有效细化晶粒,随着细化剂含量增加,细化效果下降。本实验中获得Al-5Ti-B细化剂最佳含量为0.02%。当Al-5Ti-B细化剂含量为0.02%时,合金组织出现等轴晶粒,延伸率提高至3%,但抗拉强度降低了28%,在拉伸实验过程中,试件几乎没有出现颈缩现象,而是直接发生脆性解理断裂。相比未加入细化剂的合金,解理面变小,解理台阶增多,出现较多的撕裂岭和裂纹,还出现了部分小的韧窝,提高了合金的塑韧性;当Al-5Ti-B细化剂含量增加到0.04%时,晶粒的大小又有增大的趋势,合金晶粒细化效果降低,抗拉强度有小幅增加,金相显微镜观察到晶界处有较多的共晶组织析出,共晶组织的出现降低了ZA4-1合金的强度,并且出现脆性相富集于晶界处,形成缺陷,使合金的塑性降低。     

Al-Ti-B中间合金生产方法及发展趋势

阐述了各种铝及铝合金铸锭晶粒细化的方法,得出Al-Ti-B中间合金是目前工业生产条件下,在铝熔体中添加细化剂进行细化铸锭的晶粒中最经济有效的方法.在过去50多年里,国内外科研工作者对铝钛硼的晶粒细化进行了广泛而又深入的研究,开发出了氟盐反应法、纯钛颗粒法、氧化物法、电解法、铝热还原法和自蔓延高温合成法等多种铝钛硼中间合金的制备方法和半连续铸造挤压法、连续铸轧法和连续铸挤法等多种线材成型方式.通过分析铝钛硼各种制备方法和线材成型方式的优缺点,得出通过氟盐反应法和连续铸轧法生产的铝钛硼中间合金线材,具有制备工艺简单、生产成本低、产品质量稳定、细化效果显著等优点;另外发展新型制备工艺和新型Al-Ti-B中间合金细化剂,是其一个重要的发展方向.     

Y对Mg-5.5Al合金显微组织的影响

研究了Y对Mg-5.5Al合金显微组织的影响。结果表明,加入Y后基体晶粒得到明显细化,同时基体中出现点状Al2Y化合物。加入质量分数为1.2%的Y可使Mg-5.5Al合金的晶粒直径由333μm细化到171μm。当合金中Y加入量超过1.2%时,基体中的Al2Y相逐渐偏聚长大,从而降低晶粒细化效果。     

Al对铸态Mg-9Gd合金组织和力学性能的影响

研究了铸态Mg-9Gd-xAl合金组织及力学性能变化规律.研究表明,当Mg-9Gd合金中添加的Al含量小于1.0％时,晶粒尺寸随Al含量增加急剧减小,而当Al含量大于1.0％时,其细化晶粒效果不明显.添加Al元素后会改变合金中第二相的分布以及形态,随着Al含量的增大,短棒状的Mg5Gd相逐渐减少并最终消失;而Mg-Gd...     

含微量Zr和Y的Al-Zn-Mg-Cu合金的组织与力学性能

采用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射和室温拉伸等检测技术研究了含微量锆和钇的Al-Zn-Mg-Cu合金的组织与力学性能。结果表明,在Al-Zn-Mg-Cu合金中复合添加微量(总量为0.35%)锆和钇,铸造组织中出现了Al3Y初生化合物,晶粒细小均匀。合金组织的再结晶被强烈抑制,再结晶组织的体积分数较小,晶粒被细化,合金的强度较单独添加锆或钇显著提高。但由于钇的加入使得基体中残留的较粗大化合物(S相)增多,导致合金的延伸率明显下降。     

Al–5Ti–1B合金显微组织与细化机理

采用粉末混合+热挤压和粉末混合+气雾化+热挤压两种工艺制备了Al–5Ti–1B合金杆,研究了两种工艺制备Al–5Ti–1B合金的显微组织,并进行了晶粒细化性能评定。结果表明:两种制备工艺均可以使TiB₂粒子均匀分布,并抑制TiAl₃相的长大。在7050铝合金熔体中分别添加质量分数为0.2%的两种工艺制备的Al–5Ti–1B合金,添加粉末混合+热挤压工艺制备的Al–5Ti–1B合金后,7050铝合金晶粒细化效果不明显,铝合金晶粒尺寸仍达1400 μm;添加粉末混合+气雾化+热挤压工艺制备的Al–5Ti–1B合金后,7050铝合金晶粒细化效果非常好,铝合金平均晶粒尺寸仅有176 μm。根据此实验现象,对Al–5Ti–1B合金晶粒细化双重形核机理提出新的解释。     

Ta-2.5W合金晶粒细化工艺研究

通过分析合金的金相组织,研究了变形程度、退火工艺和原始晶粒尺寸对Ta-2.5W合金晶粒大小的影响,提出了Ta-2.5W合金晶粒细化措施：原始晶粒尺寸对Ta-2.5W合金冷变形-再结晶后的晶粒尺寸影响显著,采用大变形程度的开坯加工,充分破碎电子束熔炼产生的粗大晶粒,有利于最终得到晶粒细小的制品;在相同的退火工艺下（1400℃×30 min）,当冷摆辗变形程度从55%增大到80%时,再结晶晶粒大小基本保持不变;认为在总变形程度不变情况下,采用增加变形及再结晶退火道次的方式有利于细化晶粒;适当提高再结晶退火温度和减少保温时间,有利于细化再结晶晶粒;通过控制原始晶粒尺寸、冷变形程度、退火温度等因素,平均晶粒尺寸3-5 mm的Ta-2.5W合金铸态组织可以细化到20-40μm。     

铝钇共晶反应及其产物对亚共晶铝硅合金初生相的细化研究

研究了稀土Y在亚共晶铝硅合金中诱发稀土-铝共晶反应对铝合金初生α相的细化效应;应用Bramfitt提出的方法,计算了Al-Y共晶反应产物Al3Y与α-Al界面的二维点阵错配度,结果显示两者的二维错配度<6%,即Al3Y可作为α-Al的异质形核质点,且能达到中等有效形核而起到细化晶粒的作用,并通过实验验证计算结果如下:选用稀土元素Y作为A356合金细化剂的同时,将A356-Y熔体分别在稀土钇-铝共晶温度上、下10℃左右保温2 min后快速冷却,获得试样的金相组织照片后利用图像分析工具得到A356-Y合金初生α相的平均晶粒尺寸和平均形状因子。实验结果表明:A356-Y合金在Al-Y共晶温度之下保温,可获得较理想的初生α相形貌和较小的晶粒尺寸;结合二维错配的计算结果,可推断初生α相细化的主要原因为异质形核质点的增加:Al-Y共晶反应产物Al3Y与α-Al的二维点阵错配度在中等有效形核范围内,具有细化合金初生α相的作用;另一共晶产物α-Al与初生α相具有相同的晶体结构和点阵常数,则其也可作为异质形核质点而起到细化合金的作用。稀土Y可作为半固态A356合金中初生α相的优质细化剂。     

AlTiCRE合金细化剂对纯铝的细化作用

介绍了在纯铝中分别加入不同量的AlTiCRE合金细化剂，观察其铸态显微组织和测定其相应铸态试样的力学性能。实验结果表明，在纯铝中加入0．3％的该合金细化剂时，其晶粒最为细小均匀；相应地，铸态拉伸试样的力学性能得以提高。本文还讨论了AlTiCRE合金细化剂的细化机理。     

晶粒细化对Al-Mg-Si-Cu合金组织与性能的影响

采用铝钛硼细化剂对Al-1.2Mg-0.8Si-0.4Cu合金进行晶粒细化,研究了晶粒细化对Al-1.2Mg-0.8Si-0.4Cu合金组织与性能的影响。结果表明:随着铝钛硼细化剂添加量的逐渐增加,Al-1.2Mg-0.8Si-0.4Cu合金的晶粒逐渐细化,合金的抗拉强度和伸长率逐渐提高。当铝钛硼细化剂添加量增加至0.5%时,Al-1.2Mg-0.8Si-0.4Cu合金被细化为37μm的等轴晶,合金的抗拉强度为243MPa,伸长率为10.5%,与未添加铝钛硼细化剂相比,此时合金的抗拉强度提高了43%,伸长率提高了90.9%。     

带有晶粒细化剂的铝合金半固态铸造工艺

美国专利US7025113本方法是把钛基晶粒细化剂混合入亚共晶铝硅合金半固态浆料中,用以细化半固态浆料中的初晶铝。所涉及的专利工艺是把钛硼合金与亚共晶铝硅合金液混合,在半固态铸造中控制初晶铝相的形态尺寸和分布。本发明能使晶粒细化技术很好地应用于铝硅亚共晶合金的半固态铸造。     

冷却方式对8090铝锂合金搅拌摩擦加工区组织和硬度的影响

8090铝锂合金作为第二代铝锂合金,因质量轻,强度高,切削性能好,广泛用于航天航空领域的各种结构件。但铸造缺陷、第二相及晶粒粗大造成的力学性能恶化严重制约其实际应用。搅拌摩擦加工（FSP）是消除铸造缺陷、细化第二相及晶粒的有效技术之一。为探究FSP过程中冷却方式与晶粒细化及力学性能的内在联系,系统分析了冷却工艺对加工区成型、晶粒细化、显微硬度的影响。结果表明,在空冷的冷却条件下搅拌摩擦加工区域的显微硬度值最高,其他控冷冷却条件下,虽然晶粒细化的效果更好,但硬度值反而更小。     

铸造工艺参数和细化剂对K4169高温合金铸态组织的影响晶粒组织及晶粒细化机理

研究了K4169高温合金在各种工艺条件下及向熔体中加入复合细化剂时的晶粒组织．结果表明．降低浇注温度和加入复合细化剂可以明显细化冷凝后基体的晶粒和提高铸件断面等轴晶的比例。在通常的浇注温度1400℃下加入复合细化济．对合金熔体进行或不进行过热处理时．可使圆柱锭的品粒分别细化至ASTM11.7级和ASTM3．2级：断面等轴晶的比例分别达96％和99％以上．当浇注温度为1420℃，加入复合细化利并对合金熔体进行过热处理时，可使圆住锭晶粒细化至ASTMM10．5级，断面等轴晶的比例达90％以上，提出了晶粒细化的机理并对晶粒细化后断面等轴晶比例增大的现象进行了分析。     

Al—3B中间合金的加工量对亚共晶Al—Si合金晶粒细化的影响

研究了Al-3B中间合金不同的加入量对亚共晶Al-Si合金晶粒尺寸的影响。该中间合金对所研究全部范围内的Al-Si合金都具有一定的细化效果,但在不同的含硅量下其细化能力并不相同,同时证实对未经细化处理的亚共晶Al-Si合金而言,在含硅量约3%（质量分数,下同）时合金具有最小的晶粒尺寸。随着Al-3B中间合金加入量的提高,出现最小晶粒尺寸的合成成分向高硅方向移动,当加入量达到1%时,在含硅量为6%的Al-Si合金中出现最小的晶粒尺寸。     

Ti系细化剂及T6热处理对Al-Si-Mg合金组织与力学性能的影响

文章研究了添加0.2%Ti含量的Al-Ti、Al-Ti-B和Al-Ti-C三种晶粒细化剂对Al-Si-Mg合金组织和力学性能的影响。结果表明,含Ti细化剂降低了晶粒尺寸和二次枝晶间距。Al-Ti和Al-Ti-C改善共晶硅的形貌,提高合金的力学性能。但Al-Ti-B与合金中Sr产生毒化作用,使得共晶Si呈粗大的板片状,合金的铸态性能显著下降。铸态及T6态下,添加Al-Ti-C细化剂的合金均具有最高的强度与伸长率,T6态下,其抗拉强度为285 MPa,屈服强度为251 MPa,延伸率为5.5%。