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%。

铝-钛-硼中间合金在等径角挤压过程中的变形行为

采用等径角挤压(ECAP)技术对铝-钛-硼中间合金进行了室温挤压试验,用高温光学显微镜、扫描电镜、硬度计等分析了ECAP对合金中第二相粒子分布形态、尺寸及显微硬度的影响。结果表明:ECAP能显著改善合金中第二相粒子的分布形态,细化其尺寸;用试样绕其纵轴旋转90°、方向不变的加工路径(Bc),经过8道次挤压后,第二相粒子由原来的散乱分布变成较为均匀分布,由原长约20μm、宽约10μm的块状粒子细化为5μm左右的小颗粒;挤压1道次后,材料硬度增加最为明显,4道次后硬度增加趋势变缓。

铝-钛-硼晶粒细化机理(2)

四、铝-钛-硼中间合金的细化机理发现硼具有显著改善铝-钛中间合金细化性能的作用已经近40年了,而且,近10年来,铝-钛-硼中间合金铸造晶粒的细化处理已得到了广泛的工业应用。在此其间。

硅-钛-硼掺杂金刚石烧结过程的研究

采用x射线衍射分析和透射电镜观察,研究了硅-钛-硼掺杂金刚石在烧结过程中各物相的反应。随着烧结温度的升高,硅、钛分别与金刚石表面石墨化的碳反应生成SiC和TiC,硅与钛反应形成TiSi_2。在1500～1600℃,TiSi_2发生分解,新生的硅和钛与金刚石表面剩余的石墨反应生成相应的碳化物。通过金刚石颗粒间的碳化物的烧结,将金刚石粘结起来。

铝-钛-硼细化剂对6082铝合金组织和性能的影响

采用金相、扫描电镜和力学性能测试,研究了铝-钛-硼细化剂对6082铝合金组织和性能的影响。结果表明,铝-钛-硼细化剂中TiAl3、TiB2等活性质点的形状和数量直接影响着铝合金晶粒的细化效果;Ti元素在铝-钛-硼细化剂中的存在形式对细化效果的影响要大于其含量的影响;采用某铝-钛-硼细化剂细化后的铸锭挤压的6082-T6铝合金方管,其抗拉强度、屈服强度、伸长率和韦氏硬度分别达到346 N/mm2、327 N/mm2、14.8%、15.7 HW。

激光辐照参数对自蔓延合成铝-钛-硼中间合金组织和性能的影响

采用激光引燃自蔓延技术合成铝-钛-硼中间合金,利用此中间合金可对ZL108铝合金组织进行细化,研究了激光辐照参数对中间合金和铝合金显微组织的影响。结果表明:通过对激光器工作参数的调整,可制备出具有TiAl3和TiB2颗粒含量适中、弥散分布的中间合金;在本试验条件下,激光功率1 200 W、照射1.0 s时,生成粒径约为1μm、弥散分布的TiB2,长度约10μm、均匀分布的长条状TiAl3,此时中间合金的细化效果最佳,铝晶粒平均尺寸为55μm。

铝-钛-硼中间合金的两步生产法

本文介绍的是金属热还原-重熔稀释两步法生产铝-钛-硼中间合金的工艺。该工艺只要在金属热还原法冶炼过程中控制硼、钛、铝三元合金的成分比例,就能控制铝-钛-硼中间合金中Ti与B的含量。还可以提高Ti和B的实收率。并可利用钛的氧化物代替价格昂贵的海绵钛,大幅度降低生产成本,有利于工业化生产。本文研究的铝-钛-硼中间合金两步生产法工艺简单,产品质量稳定。

铝-钛-硼晶粒细化剂的进展

介绍了铝 -钛 -硼晶粒细化剂的发展情况。

铝-钛-硼高效晶粒细化剂

提高铝及铝合金强度的途径之一是细化晶粒.根据金属结晶学理论可知,要使铝及铝合金在铸造过程中形成细小的等轴晶,必须增加其由最初液态转入固态时的形核率.因此,除尽量创造自发形核的结晶动力学条件外,还需人为地加入大量外来晶核.铝一钦-硼中间合金就是人们为细化晶粒而在铸造过程中加入的一种变质剂.后经多年探索实践,发展成为当今的铝-钛-硼高效晶粒细化剂.生产实践表明,铝-钛-硼晶粒细化剂的细化效果十分显著,使用该产品后,可使铸锭的晶粒度由原来的4级提高到1级.

ICP-AES测定铝-钛-硼合金中的16种元素

电感耦合等离子体-原子发射光谱法(ICP-AES)测定铝-钛-硼合金中钛、硼、铁、硅、镓、铜、锶、锆、锌、镁、锰、镍、铅、钒、镉和铬等16种元素含量。对分析线的选择、铝基体的干扰、样品的预处理过程进行了探讨。经实验,方法的回收率在95%—110%之间,测定结果的相对标准偏差(n=6)在0.4%—3.0%之间。该方法准确、快速,具有良好的精密度和准确度,适用于日常生产检测。

原位合成碳化硅-硼化钛复相陶瓷的高温摩擦性能及其磨损机理

以SiC为基体,用TiC和B4C为原料反应生成TiB2,原位合成了SiC TiB2复相陶瓷。通过测试SiC和SiC TiB2的高温摩擦系数和比磨损率与温度、外加载荷的关系,研究了SiC TiB2复相陶瓷的高温摩擦学性能。在空气中,外加载荷为0.2 MPa,摩擦速度为0.3 m/s时,SiC TiB2复相陶瓷自对偶(SiC TiB2/SiC TiB2)高温摩擦呈现较好的高温自润滑性能。温度对SiC TiB2/SiC TiB2摩擦系数和比磨损率的影响与载荷有关。载荷为0.4 MPa时,比磨损率最大。用X射线衍射测试了SiC TiB2/SiC TiB2磨屑的组成,用扫描电子镜观察了SiC TiB2/SiC TiB2磨损断面,发现高温摩擦氧化是TiB2SiC/SiC TiB2磨损的主要机理。磨损断面包含摩擦氧化层、过渡层和基体亚表面3层,氧化层和过渡层接触紧密。磨屑具有典型包裹结构,其主要氧化物是无定形氧化硅。平滑的氧化层改进了摩擦表面的塑变性能,缓冲了摩擦应力,减小了高温比磨损率。

碳化硅-二硼化钛复合材料烧结工艺研究

采用无压烧结工艺,研究不同烧结温度和不同烧结助剂含量的碳化硅-二硼化钛复合陶瓷的固相烧结机理及其对复合陶瓷致密化的影响。研究结果表明:当B含量在0.4～2%变化时,烧结密度随B含量增加一直下降,在B含量为0.4%时烧结密度最大;当C含量在2～4%变化时,烧结密度随C含量增加而增加,在3%时达到最大值后又下降。在烧结温度约为2180℃时,碳化硅-二硼化钛复合陶瓷有最大的密度。

碳化硅-二硼化钛复合陶瓷性能研究

采用无压烧结,利用小分子的B、C作为烧结助剂在2 180℃获得了相对密度为96%的SiC-TiB2复合材料,XRD分析显示在烧结过程中无新相产生,从烧结体的显微形貌可以看出,在烧结过程中有包晶现象,SiC颗粒有明显长大趋势.大的晶粒存在使烧结体的力学性能降低,主要表现为抗弯强度和断裂韧性不高,分别只有158.6 MPa和2.85 MPa·m1/2.

热压烧结TiB_2-ZrB_2固溶复合陶瓷的结构研究

以ZrB2 作为掺加剂 ,通过热压烧结制备了TiB2 -ZrB2 固溶复合陶瓷。采用X射线衍射分析对材料的相组成、晶格常数和晶体结构进行了分析 ,材料的显微结构分别由EPMA ,SEM和TEM测定。研究结果表明 ,随着ZrB2 掺入量的增大 ,固溶产物的晶格常数会相应增加 ,当ZrB2 的掺加量为 8% (摩尔分数 )时 ,产物的晶格常数出现极大值 ;ZrB2 可以与TiB2 形成部分固溶的固溶体 ,在复合材料中存在富Ti和富Zr的两种硼化物 ;由于固溶反应在界面上进行 ,有效地降低了烧结过程中的晶界移动速度 。

双靶反应溅射Ti-B-N复合膜的研制

采用基片架旋转的多靶磁控溅射仪，通过六方氮化硼（ｈ－ＢＮ）和Ｔｉ靶反应溅射制备Ｔｉ－Ｂ－Ｎ复合薄膜，并用ＡＥＳ、ＸＲＤ和ＴＥＭ等方法研究了薄膜的微结构．结果表明，室温下沉积薄膜均呈非晶态，经过４００°Ｃ热处理薄膜晶化．基片加热为４００°Ｃ沉积的薄膜则已晶化，ＴＥＭ分析确定薄膜结构为ＴｉＮ结构．显微硬度表征发现，室温沉积Ｔｉ与ｈ－ＢＮ的原子数约为２∶１时的薄膜达到最高硬度ＨＫ２６００．

铝晶粒细化剂Al-Ti-B-RE的研制

介绍了以氧化物或相应的盐作原料,在工业铝电解槽中进行电解,加后续处理的复合法制取铝合金晶粒细化剂Al-Ti-B-PE的新工艺.其产品质量稳定,成本较低,使用方便.使用结果表明,细化效果好,有长效性,在铝熔体中加入该细化剂后,保温14小时以上,不需重加细化剂和搅拌,在铸轧机上仍能获得3级以下的晶粒度.还探讨了细化剂具有这些特点的原因.

原位生成棒晶增强Ti-B-X复相陶瓷的研究

Ｂ４Ｃ与Ｔｉ在１８００°Ｃ×３５ＭＰa×１ｈ的烧结条件下反应生成了TiB2 棒晶，棒晶长度在１０～３０μｍ，其长径比在２～８范围．原位生成的棒晶赋予了材料具有极高的力学性能，材料的弯曲强度和断裂韧性分别为 ６８０ＭＰａ和 １２ＭＰａ·ｍ１／２．通过 Ｘ射线衍射检测了材料的物相组成，利用扫描电镜及透射电镜观察了材料的显微结构．最后讨论了温度及金属Ｔｉ含量对棒晶ＴiＢ2的生成及发育的影响．

Ti-B超硬薄膜的合成及其显微结构和显微硬度的研究

采用离子束增强沉积方法，在p型（100）单晶硅衬底上，通过不同能量的氙离子辅助轰击，以不同的沉积速率制备了Ti－B超硬薄膜。X射线衍射分析结果表明，Ti-B薄膜呈TiBx多晶结构，其晶化程度随蒸发速率的不同而变化，而其缺位值x随氙离子轰击能量的不同而变化。超显微硬度的测试结果表明，氙离子束能量为60keV，沉积速率为0．6nm／s时，可以获得性能最佳的Ti-B超硬薄膜，其本征硬度在测试负荷为5mN时达28．6GPa，超过了TiB体材料的硬度水平，是衬底硅片的3．2倍。利用SEM观察了Ti-B薄膜的横断面，并讨论了工艺参数对Ti－B超硬薄膜韧性的影响。

Cu-Ti-B粉末的机械合金化

采用X射线衍射、扫描电子显微镜、透射电子显微镜研究了Cu Ti B粉末在机械合金化过程中的结构变化。结果表明 :Cu Ti B混合粉末随机械合金化时间的增加 ,粉末颗粒和α Cu的晶粒尺寸不断细化、应变不断增加 ;机械合金化可以加大Ti和B在α Cu中的固溶度 ,B的加入促进了Ti在α Cu中的溶解 ,使Cu Ti B粉末机械合金化的进程加快。