烧结法制备Al-Ti-B中间合金粉体

采用TiO_(2)粉、CaO、Al粉和B_(2)O_(3)为原料,经混匀、压片、烧结后,制备出了Al-Ti-B中间合金粉末。利用XRD、SEM-EDS、XPS等表征手段,对烧结产物的物相组成、微观形貌和原子价态进行分析。结果表明,在钙铝比1.6、钛硼比5、1485℃烧结20 min的条件下,烧结产物的主要物相为Al_(3)Ti、TiB_(2)、Al、CaAl_(4)O_(7)和CaAl_(2)O_(4);烧结产物中Al_(3)Ti呈块状,TiB_(2)呈小颗粒状,两者均匀分布在铝基体中;TiO_(2)在反应中存在逐级还原的现象。烧结法可以制备出Al-Ti-B中间合金粉体。

Al-Ti-B微观组织对7085铝合金细化效果的影响

为比较三种Al-Ti-B的微观组织对7085铝合金晶粒尺寸、硬度及电导率的影响,利用金相显微镜、SEM、维氏硬度计和涡流导电仪等检测设备,研究了经Al-Ti-B中间合金细化后的7085铝合金显微组织与力学性能。结果表明:三种Al-Ti-B中的TiAl_(3)、TiB_(2)相形貌与平均尺寸无明显差异,微观组织缺陷较少。两种Al-5Ti-0.2B中TiB_(2)粒径尺寸分布区间较窄的细化效果较优,将Zr质量分数为0.1%的7085铝合金晶粒细化至168μm;Al-5Ti-1B中TiB_(2)粒径分布区间较窄且含量较高,可将该合金晶粒细化至112μm。窄的粒径分布区间、高的拟合度、异质形核核心数量的提升对细化效果产生积极作用,一定程度抑制了Zr“毒化”现象,改善了硬度及电导率性能。

固液比与Al-Ti-B添加量对8011铝合金组织和性能的影响

8011铝合金是广泛使用的一种铸轧铝合金,其熔炼过程中的固液比和Al-Ti-B添加量等都是影响其性能的关键因素。利用光学显微镜(OM)、透射电子显微镜(TEM)和力学性能测试对比研究了固液比(25%、30%、35%、40%)和不同Al-Ti-B中间合金添加量(0.18%、0.20%、0.22%)对8011铝合金显微组织和力学性能的影响。结果表明:固液比相同时,Al-Ti-B中间合金添加量越高,8011铝合金的晶粒越细小,且分布越均匀;Al-Ti-B中间合金添加量相同时,固液比越高,8011铝合金的晶粒越细小,但也容易产生晶粒团聚的现象;当固液比为40%,Al-Ti-B中间合金添加量为0.22%时,8011铝合金的晶粒细化效果最好,力学性能最优,其抗拉强度可达到107 MPa,延伸率可达到12.4%,硬度为36.73 HV。

高能球磨及热挤压对Al-Ti-B细化剂纳米TiB_(2)颗粒分散性与细化性能的影响

为获得高晶粒细化性能的Al-Ti-B细化剂,本文利用高能球磨法在微米Ti粉上负载纳米TiB_(2)颗粒制备了Ti/TiB_(2)粉末细化剂,并采用热挤压工艺制备了杆状Al-Ti-B细化剂,对比分析了两种细化剂的晶粒细化性能及机理。研究表明:高能球磨可将纳米TiB_(2)颗粒均匀负载分散在微米Ti粉表面,使工业纯铝的平均晶粒尺寸细化至74.6μm;热挤压则使细化剂致密化,微米Ti粉及纳米TiB_(2)颗粒在铝基体中分布更加均匀,可将工业纯铝的平均晶粒尺寸进一步细化至58.4μm,获得最佳细化效果,并使细化剂的抗衰退性能提高。机理分析表明,随着细化剂中纳米TiB_(2)颗粒的分散性提高、团聚现象减缓,其在铝熔体中的沉降速度缓慢,对晶粒的形核促进作用、长大抑制作用更充分,是热挤压Al-Ti-B细化剂对工业纯铝有优异晶粒细化效果的关键。

基于第一性原理分析铈对Al-Ti-B-Ce中间合金中TiB_(2)界面行为的影响

采用基于密度泛函理论的第一性原理,通过筛选建立了以8种最主要的高对称性原子堆垛方式形成的TiB_(2)(0001)//TiB_(2)(0001)界面模型,计算了Al-Ti-B中间合金中掺杂稀土铈前后该界面的黏附功以及铈在界面处的偏聚焓和在(0001)面的吸附能,分析了铈对TiB_(2)界面行为的影响。结果表明:细化剂中掺杂铈后由2个以钛原子为终端的表面通过心位方式堆垛形成的界面和由以钛原子为终端的表面与以硼原子为终端的表面通过心位堆垛形成的界面的黏附功降低,有助于TiB_(2)弥散分布;铈在该界面处的偏聚焓为正值,无法自发偏聚到界面处,铈在TiB_(2)(0001)表面上具有较高的吸附能,可抑制TiB_(2)在此面的堆垛生长。

Effect of rare earth on morphology and dispersion of TiB2 phase in Al-Ti-B alloy refiner

To investigate the effect of rare earth on size and distribution of TiB2 phase in aluminum alloy refiner,Al-5Ti-1B-RE master alloy was fabricated,and its microstructure and phase constitutions were investigated by the combination of first principles calculations and experimental investigation.The calculated results reveal that Ce has the most effective modification ability due to the most positive adsorption energy and the largest charge transfer value compared with other rare earth elements.Results of experimental investigation indicate that the addition of rare earth in the Al-5Ti-1B alloys can greatly refine the particle size of TiB2,improve the distribution of particles and lead to better refinement effect than that of the Al-5Ti-1B alloys without rare earth.Moreover,Ce has the best optimization effect,which agrees well with the calculated results.

浅谈Al-Ti-C与Al-Ti-B细化剂对7050合金铸锭的影响

7050铝合金大量应用于航空航天结构件,在生产过程中熔铸工序的铸锭组织对最终产品质量有决定性影响。为了解不同晶粒细化剂对7050合金铸锭组织的影响规律,采用金相显微镜、扫描电镜等检测手段,分析了Al-Ti-C与Al-Ti-B两种细化剂对7050合金铸锭低倍晶粒度、显微疏松以及显微组织的影响。结果表明:Al-Ti-B在线细化能力优于Al-Ti-C;Al-Ti-C在线细化铸锭的显微疏松尺寸稍低于Al-Ti-B在线细化的铸锭;Al-Ti-B在线细化铸锭的富铁相呈针状形貌,而Al-Ti-C在线细化铸锭的富铁相形貌主要呈块状形貌。

Al-Ti-B晶粒细化剂的研究进展

晶粒细化是提高材料强度和塑性,改善铸件质量的重要途径之一.在介绍Al-Ti-B合金晶粒细化剂的发展现状及制备方法的基础上,分析了晶粒细化剂的细化机理,明确了目前尚存在的问题,并指出了其今后的发展方向.

Al-Ti-C与Al-Ti-B晶粒细化剂的Zr中毒机理

通过采用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射(XRD)等对Al-Ti-Zr-C与Al-Ti-Zr-B试验合金中Al3Zr、Al3Ti、TiC或TiB2等第二相粒子结合情况的观察,研究晶粒细化剂的Zr中毒机理。结果表明:两种实验铝合金的凝固组织中Al3Zr均容易与Al3Ti结合形成聚积体,从而抑制了Al3Ti异质形核、细化晶粒的作用,出现所谓晶粒细化剂的Zr中毒现象;而TiC、TiB2粒子基本不与Al3Zr结合,但受Al3Zr的影响出现了团聚现象。根据边-边匹配晶体学模型(E2EM)计算表明:Al3Zr与Al3Ti、α-Ti具有多种可能的共格位向关系,而与TiC/TiB2粒子均只有一种可能的共格位向关系。母相-新相的共格位向关系的多少可作为晶粒细化剂设计的晶体学理论参考。

Al-Ti-B合金中TiB_2和AlB_2的从头算研究

用 ａｂ ｉｎｉｔｉｏ分子轨道 ＨＦ方法、 ＭＰ２方法和密度泛函（ＤＦＴ）方法对 Ａｌ－Ｔｉ－Ｂ中间合金主要形核粒子 ＴｉＢ２和 ＡｌＢ２各种可能的几何构型分别进行全优化，得到其稳定的几何构型和电子结构．通过能量计算得知，存在同一体系 Ａｌ－Ｔｉ－Ｂ合金中，ＴｉＢ２是稳定的，说明ＴｉＢ２的形核遗传性表现得很明显；由于ＡｌＢ２体系能量较高，所以是相对不稳定的，产生了变异．这和实验结果相一致并对 ＴｉＢ２和 ＡｌＢ２易聚集成团作出合理解释．

Al-Ti-B细化剂的快速凝固及其细化机理研究

为了研究快速凝固对Al-Ti-B中间合金细化效果的影响，对其进行了熔体快淬处理，在冷却速度为10^5～10^5℃／s时，得到了薄丝带状细化剂。通过SEM和TEM分析可知，快速凝固后细化剂中的TiAl3由纳米晶和少量非晶态合金组成，尺寸由30～35μm下降为50～100nm。分别用薄丝带状和杆状Al—Ti—B中间合金对ZL109进行细化处理时发现：薄丝带状细化剂比杆状细化剂的细化效果好，使ZLl09的力学性能有了进一步的提高，抗拉强度提高32．9％，断后伸长率提高15．6％，硬度提高5．69％。因此，快速凝固是提高Al-Ti-B中间合金细化效果的有效途径。

Al-Ti-B合金的组织分析

用SEM ,TEM和XRD等分析设备系统分析了Al Ti B合金的显微组织 ,结果表明 :在Al 5Ti 1B合金组织中有TiAl3 和TiB2 颗粒团 ,而Al 3Ti 3B合金组织中仅有 (Al,Ti)B2 颗粒团 ,并认为 (Al,Ti)B2 应是TiB2和AlB2

Al-Ti-B中间合金的遗传性研究与推广应用

l Ti B中间合金是一种高效实用的铝合金晶粒细化剂。本文指出了Al Ti B的潜力、不足和发展趋势。概述了Al Ti B结构遗传的化学和物理基础及影响因素 ,Al Ti B细化行为的结构遗传效应 ,TiAl3 在铝熔体结构遗传中的动力学行为 ,α Al的形核机制。提出了新的Al Ti B制备技术和微细化处理工艺。认为随着Al Ti B质量的不断改进 ,尤其是高效洁净稳定型Al Ti B的出现 ,Al Ti

快速凝固处理对Al-Ti-B中间合金组织和细化效果的影响

用单辊甩带法和旋转液体纺绩法分别制备了Al-Ti-B中间合金薄带和细线,研究快速凝固处理对中间合金组织和细化效果的影响。结果发现:采用快速凝固方法处理Al-Ti-B中间合金可提高Ti在!-Al基体中的固溶度,细化TiAl3相和分散TiB2粒子,从而显著提高其细化效果。分别添加0.2%(质量分数)的Al-Ti-B快淬薄带和Al-Ti-B细线处理工业纯铝,可获得粒径约为50～100"m的等轴晶组织。旋转水纺绩法可连续生产线径均匀的线材,比单辊甩带法更具有实用化前景。

Al-Ti-B晶粒细化剂的研究进展

综述了Al-Ti-B中间合金的制备方法及组织特征。分析了氟盐反应制备法的缺点,改进制备工艺和优化合金成分是改善Al-Ti-B中间合金组织形态并提高其细化性能的重要途径。探索超声场等外场作用下Al-Ti-B中间合金的制备工艺,以及开发新型Al-Ti-B-RE晶粒细化剂是Al-Ti-B中间合金的主要发展方向。

Al-Ti-B中间合金的细化性能研究

对三种不同加盐次序制备的Al-Ti-B中间合金的细化效果进行了研究。结果表明,三种不同加盐次序制备的中间合金的显微组织相似,但细化效果不同。混合加盐时制备的中间合金细化效果最好,先加KBF4后加K2TiF6制备的中间合金细化效果最差。此外,混合加盐时制备的中间合金在不同条件下具备不同的细化性能,随着中间合金加入量增大,细化后纯铝的晶粒尺寸持续减小;变质时间为5min时,细化效果好,时间超过60min后,细化效果出现衰退;在变质温度为710～740℃时,具有较好的细化效果。

高能超声处理对Al-Ti-B中间合金组织和细化效果的影响

在Al-Ti-B中间合金晶粒细化剂的制备和重熔过程中施加高能超声处理,研究了超声处理对中间合金组织和细化效果的影响。结果发现:重熔Al-Ti-B中间合金过程中施加高能超声处理对其微观组织形态和细化效果没有太大影响;混合熔盐反应制备Al-Ti-B中间合金过程中施加超声处理,在超声波的声空化和声流效应协同作用下,可以加速反应的进行,使合金中TiB2粒子的分布更为分散,形成大量细小块状或杆状的TiAl3相,从而提高了细化效果。

合成过程对Al-Ti-B合金中TiB_2粒子三维形貌的影响(英文)

通过不同工艺制备出一系列Al-Ti-B中间合金,并利用相提取工艺对合金中的TiB2粒子进行提取和分析。研究表明:合成过程对TiB2粒子的三维形貌有显著的影响,不同的制备工艺会导致不同的反应路径,并最终影响TiB2粒子的形貌。利用氟盐法制备的Al-Ti-B中间合金中的TiB2粒子呈现相互独立的六角板块状形貌,且反应温度不会对TiB2粒子的形貌产生影响。然而,利用Al-3B中间合金和海绵Ti制备Al-Ti-B中间合金时,TiB2粒子的形貌随着反应温度的升高而发生明显变化。当反应温度为850℃时,Al-Ti-B中间合金中的TiB2粒子以大的聚集团形式存在,而当反应温度升高到1200℃时,TiB2粒子的形貌转变为复杂的层片状和枝晶状。

稀土对Al-Ti-B-RE中间合金细化性能的影响

研究稀土元素的加入对铝及铝晶粒细化剂Al-Ti-B-RE中间合金细化性能的影响。结果表明:稀土元素的加入无论是对合金中第二相粒子的尺寸、分布及细化能力,还是对细化剂的衰退延时性、重熔性能及细化效果都有重要影响,使Al-Ti-B-Re中间合金的细化能力较Al-Ti-B有了很大提高。

Al-Ti-B细化含Zr铝合金中毒现象的研究进展

Zr是高强铝合金中普遍添加的合金元素,当用Al-Ti-B细化含Zr铝合金时,却会产生细化剂的中毒现象。Zr中毒随着时间的延长而加重,并且该过程是不可逆的。深入研究Zr中毒机制有重要应用价值。目前提出的Zr中毒机制有以下四种:一是Zr与TiB_2反应生成ZrB_2或(Ti_(1-x)Zr_x)B_2;二是Zr替换了TiB_2表面TiAl_3层中的Ti;三是Zr与Ti反应生成(Ti_(1-x)Zr_x)Al_3;四是Zr与杂质元素Fe反应生成Al_8Fe_4Zr。对Zr中毒机制的研究进展作了详细介绍。