Al-Ti-C和Al-Ti-B对7050铝合金微观组织与力学性能的影响

采用金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)及能谱仪(EDS),结合拉伸力学性能与维氏硬度测试,研究了Al-5Ti-1B和Al-5Ti-0.2C晶粒细化剂对含Zr的7050铝合金铸态、均匀化态以及时效变形态的微观组织演变规律、第二相析出行为及力学性能的影响。结果表明:在7050合金中,Zr元素会使Al-5Ti-1B和Al-5Ti-0.2C均发生细化"中毒现象",降低晶粒细化剂的细晶效果;与Al-Ti-1B相比,增大Al-Ti-0.2C晶粒细化剂的添加量对于缓解"Zr中毒"现象,细化晶粒更有效,且能够提高合金强度与硬度,并使合金保持较好伸长率;同时,使用Al-5Ti-0.2C晶粒细化剂的7050合金,其第二相的分布较使用Al-5Ti-1B晶粒细化剂更加弥散、均匀。

Al-10Sr和Al-5Ti-0.2C对ZL101合金组织的影响

在ZL10 1合金熔体中分别或同时添加不同量的Al 10Sr和Al 5Ti 0 .2C ,保温不同时间 ,利用光学显微镜和电镜扫描 ,研究了Al 10Sr ,Al 5Ti 0 .2C对ZL10 1合金组织的影响规律。试验结果表明 ,向ZL10 1合金中添加质量分数为 0 .5 %的Al 10Sr ,可使共晶Si从粗大的针、片状转变为细小的短纤维状 ,同时促进了α Al枝晶的形核生长 ,晶粒尺寸在 10 0～ 2 5 0 μm之间。若添加质量分数为 0 .2 %的Al 5Ti 0 .2C ,可使初生α Al晶粒成为 40～ 70 μm的等轴晶 ,对共晶Si也有一定的变质作用。当同时加入Al 10Sr和Al 5Ti 0 .2C时 ,α Al枝晶和共晶Si同时得到细化和变质 ,这主要归功于Al 10Sr和Al 5Ti 0 .2C对ZL10 1合金细化变质的交互作用。

SCR技术制备Al-5Ti-0.25C合金的组织演化

利用SCR成形技术,使液固反应法获得的Al 5Ti 0.25C合金在强剪切应力场中凝固成形,制备了高细化活性的Al Ti C晶粒细化剂,对纯Al细化时其晶粒尺寸小于80μm。研究了SCR成形合金的微观结构及其形成机制。结果表明:SCR成形过程中合金熔体受到强烈剪切与热扰动作用,影响了自由晶TiC的迁移行为及TiAl3的溶解析出,从而改变了Al 5Ti 0.25C合金的组织形态;TiC粒子呈弥散分布以及与TiAl3形成二重粒子均能显著提高TiC粒子的形核能力。

Al-5Ti-0.25C对AZ81镁合金组织与性能的影响

采用金相显微镜、扫描电子显微镜、X-射线衍射仪以及电子万能实验机等设备研究了Al-5Ti-0.25C对AZ81镁合金显微组织及性能的影响。结果表明,加入一定量的Al-5Ti-0.25C,AZ81镁合金的形核方式变为非均质形核,其组织由树枝晶转化为细小均匀的等轴晶,这是由于Al4C3与α-Mg的错配度小于6%,Al4C3作为镁的良好异质结晶晶核,起到细化晶粒的作用。另外,Al-5Ti-0.25C的加入有效地改善了AZ81镁合金的综合力学性能。

Al-5Ti-0.2C细化剂对7085铝合金形核及过冷度的影响

在7085铝合金凝固过程中添加不同质量分数的Al-5Ti-0.2C细化剂,对比其铸锭凝固组织,并用DSC测定其凝固过程熔体过冷度,探讨Al-5Ti-0.2C细化剂对铝熔体形核与过冷度的影响。研究结果表明:Al-5Ti-0.2C细化剂能够明显细化晶粒,当细化剂质量分数为0.5%时细化效果最好;细化剂质量分数的差异对DSC曲线中的熔化曲线影响较小,而凝固曲线有明显差异;在凝固过程中增大细化剂质量分数,铝熔体形核过冷度与最大过冷度都呈递减趋势,当细化剂质量分数超过0.5%时,过冷度不再有明显递减趋势;Ti C颗粒是铝熔体异质形核的核心,凝固过程中Ti C颗粒的发生团聚,从而增大形核基底颗粒粒度,减小润湿角与临界形核能,最终减小熔体中形核所需过冷度。

Al-5Ti-0.25C细化剂对2024铝合金组织及力学性能的影响

研究了Al-5Ti-0.25C细化剂对2024铝合金铸态显微组织及力学性能的影响。试验结果表明:未添加细化剂时,2024铝合金显微组织呈粗大的枝晶状,平均尺寸约为150μm;添加Al-5Ti-0.25C后,晶粒为细小的等轴晶。本试验条件下,最佳的细化剂添加量为0.3%,此时,2024铝合金的平均晶粒尺寸为56μm,其力学性能得到显著提高,抗拉强度和延伸率分别为382 MPa、2.60%,与未细化试样相比增幅分别为12.4%、69.9%。

Al-5Ti-0.25C晶粒细化剂对6063铝合金组织性能的影响

试验研究了Al-5Ti-0.25C细化剂对6063铝合金铸锭晶粒尺寸的影响,并分析了其对热挤压行为及挤压材力学性能的影响规律。结果表明,未添加细化剂时,6063铝合金的显微组织主要由平均晶粒尺寸460μm的粗大晶粒构成;添加Al-5Ti-0.25C后,晶粒尺寸明显减小。在热压缩试验中,随着晶粒尺寸的减小,其进入稳态流变阶段时对应的真应力逐渐减小,挤压过程中所需要的挤压力降低,挤压棒材的再结晶晶粒尺寸也随之减小,此外,Al-5Ti-0.25C细化剂还可提高挤压材的硬度、伸长率等力学性能。

Al-5Ti-0.35C对ZLSi7Cu2Mg铝合金显微组织和力学性能的影响

改变Al-5Ti-0.35C中间合金在ZLSi7Cu2Mg铝合金中的加入量、浇注温度和静置时间,通过正交试验,确定了最好的试验方案:Al-5Ti-0.35C加入量2.0%,浇注温度705℃,静置时间7 min,测试其热处理(固溶+时效)后力学性能达到σb=385MPa,δ=7.83%。并在此基础上研究了Al-5Ti-0.35C中间合金对ZLSi7Cu2Mg合金组织和性能的影响。

Al-5Ti-0.25C合金制备工艺及其细化效果研究

目的对机械加工过程中的Al屑和Ti屑进行回收再利用。方法以Al屑和Ti屑为制备Al-5Ti-0.25C合金的原材料,分析Al屑和Ti屑的加料温度、反应温度和反应时间对Al-5Ti-0.25C微观组织的影响,确定最佳制备工艺。在此基础上研究Al-5Ti-0.25C的添加量、细化温度、细化时间和搅拌处理对纯铝的细化效果,确定最佳细化工艺,并与商用杆状Al-5Ti-1B合金对比细化效果。结果最佳制备工艺:加料温度为860℃、反应温度为950℃和反应时间为60 min。最佳细化工艺:Al-5Ti-0.25C合金的质量分数为0.2%、细化温度为730℃和细化时间为2 min,搅拌处理。添加0.2%Al-5Ti-0.25C合金(质量分数)后,纯铝平均晶粒尺寸细化到大约200.2μm。细化时间低于60 min时,Al-5Ti-0.25C合金无明显衰退现象。结论以机械加工产生的Al屑和Ti屑为原材料制备Al-5Ti-0.25C合金,可以有效解决Al屑和Ti屑的回收难题,而且Al-5Ti-0.25C合金的细化效果优于商用杆状Al-5Ti-1B合金。

Al-5Ti-0.2C添加量和细化时间对AlSi12铝合金组织和性能的影响

利用光学显微镜、扫描电镜、万能材料试验机研究了Al-5Ti-0.2C细化剂质量分数和细化保持时间对AlSi12铝合金显微组织和力学性能的影响。结果表明:铝液中加入Al-5Ti-0.2C持续2h合金的细化效果没有明显衰退。Al-5Ti-0.2C细化剂能够明显地细化AlSi12铝合金晶粒;随着细化剂质量分数的增加,铝合金晶粒尺寸明显减小,伸长率提高,尤其是高温伸长率提高明显。通过扫描电镜分析发现,添加细化剂的铝合金断口均为韧性断口,说明添加Al-5Ti-0.2C细化剂的AlSi12铝合金具有强韧性。

Al-5Ti-0.2C细化剂对5356铝合金显微组织和力学性能的影响

利用光学显微镜、扫描电镜、能谱仪、万能材料试验机等设备,研究了Al-5Ti-0.2C细化剂质量分数和细化保温时间对5356铝合金显微组织和力学性能的影响。结果表明:Al-5Ti-0.2C细化剂能够明显地细化5356铝合金晶粒;随着细化剂质量分数的增加和细化保温时间的延长,铝合金晶粒尺寸先减小后增大;添加细化剂后,铝合金的力学性能得到提高,当细化剂质量分数为0.3%和细化保温20min时,铝合金的伸长率最大,为12.58%,其综合力学性能最好。

Al-Ti-C-B中间合金晶粒细化行为的研究

对Al-Ti-C-B中间合金的微观组织和细化行为进行了研究。研究结果表明,Al-Ti-C-B中间合金细化纯铝的能力优于Al-5Ti-0.4C,且抗衰退能力强。分析认为,Al-Ti-C-B中间合金的细化性能与其中多种粒子团内部各粒子间的物理化学作用有关。

连续等通道转角挤压对Al-Ti-C合金组织与性能的影响

采用连续等通道转角挤压工艺,以连续的方式对Al-Ti-C合金进行多道次挤压,通过观察微观组织演化,探讨晶粒细化机理和力学性能变化。结果表明:连续等通道转角挤压工艺可有效细化Al-Ti-C合金微观组织,晶粒尺寸减小至1μm左右,形变诱导是变形过程中最主要的晶粒细化机制;高密度位错堆积引起Al基体和TiAl_(3)界面的裂纹以及TiAl_(3)内部的空洞产生,裂纹进一步扩展贯穿整个TiAl_(3)颗粒,最终导致第二相TiAl_(3)组织的细化,同时细小的第二相TiAl_(3)组织的钉扎机制和剪切机制促进了Al基体细化;连续等通道转角挤压1道次后,合金硬度提升最明显,与原始态相比提高59.2%;之后随挤压道次的增加,硬度提升的趋势变缓,合金塑性下降,韧性提高。

不同晶粒细化剂对7N01铝合金铸锭细化效果

文章通过扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、金相显微镜、低倍测试等,分析了Al-3Ti-0.15C和Al-5Ti-1B两种晶粒细化剂的微观组织差异,对比了两种细化剂对7N01铝合金铸锭晶粒的细化效果。结果表明:Al-3Ti-0.15C晶粒细化剂添加入熔体后主要形成Al_(3)Ti和TiC相,Al_(3)Ti颗粒以杆状形式存在,杆状长度为30~80 μm,而TiC相以细小点状较均匀分布。Al-5Ti-1B晶粒细化剂添加入熔体后主要形成Al_(3)Ti和TiB_(2)相,Al_(3)Ti相以细小块状均匀分布,尺寸为10~50 μm,TiB_(2)相呈点状分布且局部有聚集。对于7N01铝合金铸锭,使用Al-5Ti-1B晶粒细化剂的细化效果比使用Al-3Ti-0.15C晶粒细化剂的细化效果更佳。

新型Al-5Ti-0.8C中间合金对Al-Cu-Mn合金组织形貌和高温力学性能的影响

采用自蔓延燃烧反应法制备了一种新型Al-5Ti-0.8C中间合金,在此基础上采用不同含量(0%,0.1%,0.3%,0.5%,质量分数,下同)的中间合金对Al-Cu-Mn合金进行变质处理,研究该中间合金及其含量对Al-Cu-Mn合金组织形貌和高温力学性能的影响。结果表明:新型Al-5Ti-0.8C中间合金能够显著细化Al-Cu-Mn合金的晶粒尺寸,提高合金热处理过程中θ′(Al2Cu)相的析出密度,且细化析出相尺寸。其次,变质处理后合金的高温抗拉伸强度显著提高,且随着温度升高,抗拉伸强度的下降程度减小,主要原因在于变质处理后合金中析出均匀分布的细小θ′(Al2Cu)相以及热稳定性高的Al3(Ti,Zr)纳米颗粒。此外,当Al-5Ti-0.8C中间合金含量为0.3%时,Al-CuMn合金的组织形貌和高温力学性能最优。

Mg-15Al合金的等温处理组织演变

本文对经Al-5Ti-0.25C细化的Mg-15Al合金进行半固态等温处理;研究了细化效果、等温温度、保温时间对含铝15%镁合金半固态浆料组织的影响。结果表明:熔体温度790℃时加入0.8%的Al-5Ti-0.25C,该合金细化效果最好;在540℃进行半固态等温处理90min,得到细小圆整均匀的半固态球状组织。

超声外场对AlTiC细化剂中TiC粒子过冷形核的影响

在7085铝合金凝固过程中添加质量分数为5%的Al-5Ti-0.2C细化剂,并施加超声外场,运用EPMA、SEM检测超声外场对铝合金溶质元素分布的影响,对比其铸锭凝固组织,探讨超声外场对AlTiC细化剂细化率的影响。研究结果表明:添加AlTiC细化剂的细化率为44.7%,再施加超声外场,细化率可再提高31.4%;EPMA元素面扫描结果表明,施加超声后Ti元素和C元素在晶界的聚集明显减少;SEM元素线扫描结果表明,施加超声外场使Zn、Mg、Cu主要溶质元素相对均匀地分布在铝熔体中;施加超声外场后,TiC粒子形核的成分过冷度增大并且过冷度局部差异减小,有利于形成均匀细小的等轴晶组织。

细化剂对2026铝合金组织与性能的影响

研究了Al-5Ti-1B和Al-3Ti-0.15C两种细化剂对2026铝合金铸锭组织、型材组织及型材性能的影响。结果表明,在0.2%的添加量下,Al-5Ti-1B细化剂的细化效果优于Al-3Ti-0.15C细化剂,采用Al-5Ti-1B细化剂生产的铸锭和型材的晶粒尺寸均小于对比试样;采用Al-5Ti-1B细化剂生产的型材强度略高于采用Al-3Ti-0.15C细化剂生产的型材,但伸长率略有降低。