Al-Ti-C中间合金细化剂的组织及其细化性能

以一种新方法在低温、低搅拌条件下成功地制备了几种成分的 ＡＩ－Ｔｉ－Ｃ中间合金，并采用 Ｘ射线衍射（ＸＲＤ）、扫描电镜（ＳＥＭ）和能谱分析（ＥＤＳ）等手段对中间合金的相组成和显微组织进行了综合分析．结果表明，Ａｌ－Ｔｉ－Ｃ中间合金中的第二相粒子为块状 Ａｌ_３Ｔｉ和亚微米尺寸的非整比化合物 ＴｉＣ_ｘ，其中ｘ在 ０．４９—０．７８之间不等．细化结果表明，Ａｌ－Ｔｉ－Ｃ对工业纯铝具有良好的晶粒细化效果，细化组织的晶粒核心为Ｔｉ，Ｃ化合物粒子．

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。

AlTiC中间合金细化铝时结晶核心的研究

采用ＳＥＭ 研究ＡｌＴｉＣ中间合金细化高纯铝时产生的异质晶核核心，并对细化机理进行了讨论。结果表明，晶粒核心为富Ｔｉ、Ｃ的颗粒团，在颗粒表面有许多突起的小颗粒。在以颗粒团为中心形成的晕圈和枝晶中存在Ｔｉ 的成分梯度。

Al-Ti-C中间合金对Mg-Al合金的晶粒细化作用

制备了一种用于Mg Al合金晶粒细化的Al Ti C中间合金。发现该Al Ti C中间合金可以有效地细化镁合金的晶粒 ,细化后的AZ6 1合金的抗腐蚀性能大大提高。分析认为 ,Al Ti C中间合金中起晶粒细化作用的是Al4 C3和TiC的复合相。

新一代铝合金晶粒细化剂Al-Ti-C

综述了新一代铝合金晶粒细化剂Al Ti C的理论研究情况。Al Ti C晶粒细化剂克服了Al Ti B的缺陷 ,其异质形核核心TiC比TiB2 的聚集倾向更小 ,并对Zr、Cr、V、Mn等元素“中毒”免疫。在相同添加量时 ,Al Ti C细化效果优于Al Ti B ,已成为取代Al Ti

Al-Ti-C晶粒细化剂的形核与衰减机理研究

通过SEM、XRD、EPA等分析手段,研究了液固反应法制备的AlTiC晶粒细化剂中间合金的组织特征,并结合热力学分析探讨了TiC粒子的形核与衰减机制。试验结果表明:TiC的形核机理是Ti原子以某种机制扩散至TiC粒子的表面形成富Ti层,并接近TiAl3的成分,在凝固过程中TiAl3与周围Al液发生包晶反应形成αAl;保温过程由于C从TiC向Al熔体中的扩散,使其稳定性降低及TiC向Al4C3转化,使αAl晶格失配是细化效果衰减的主要原因。

铝热反应制备Al-Ti-C中间合金的研究

铝热反应是工业生产实践中制备Al Ti及Al Ti系中间合金的重要理论基础。本文利用X射线衍射相分析、扫描电镜(SEM )、能谱 (EDS)分析以及化学分析等方法对铝热反应法制备Al Ti C中间合金的过程进行了研究 ,结果表明反应初期非常剧烈 ,后期达到平衡。铝热反应由 3个具体的反应构成。反应初期 ,生成了TiAl3,并出现了TiC以及亚稳态的TiAl9相 ;反应后期TiAl9相消失 ,出现了少量Al4 C3 与TiAl3 和TiC同时存在。本文的研究结果对于进一步改进Al Ti

Al-Ti-C系中TiC形成的热力学与动力学研究

研究了在用熔体反应法制备Ａｌ－Ｔｉ－Ｃ中间合金过程中ＴｉＣ形成的热力学与动力学．实验结果表明：在８５０℃的Ａｌ熔体中，石墨颗粒周围的 Ｋ２ＴｉＦ６与 Ａｌ发生剧烈的化学反应放出大量的热，在熔体中形成大量的局部高温微区．在这些高温微区内，熔体中的 Ｔｉ或 ＴｉＡ１３达到了与 Ｃ形成 ＴｉＣ的热力学条件，从而在石墨颗粒周围生成大量 ＴｉＣ粒子．根据熔体化学反应的热力学条件，提出了 ８５０℃ 下在 Ａｌ－Ｔｉ－Ｃ中间合金中 ＴｉＣ形成的动力学模型。ＴｉＣ形成的最佳反应时间为 ３－５ ｍｉｎ，此时形成的 ＴｉＣ晶核最有效，制备的 Ａｌ－Ｔｉ－Ｃ中间合金细化效果最佳．

Al-Ti-C中间合金的相组成及其细化特性

用专利方法制备出各种成分的Al Ti C中间合金作为铝及铝合金的晶粒细化剂。对该系列中间合金的组织和物相分析表明 :在制备中间合金过程中 ,C与Ti反应充分 ,生成TiC和TiAl3两种第二相 ,且TiAl3析出量取决于中间合金的Ti含量和Ti/C含量比。用于纯铝的晶粒细化试验表明 :与Al Ti B中间合金相比 ,Al Ti C中间合金的晶粒细化效率更高 ;Al Ti C中间合金只有在组织中TiC与TiAl3保持适当比例时 ,才能对纯铝产生良好的晶粒细化效果 ,不含TiAl3的Al Ti C中间合金的晶粒细化作用很微弱 ;用Al Ti C中间合金细化纯铝晶粒时 ,响应时间短 ,但衰退较快 ,且不能通过熔体搅拌法予以消除。分析和探讨了Al Ti C中间合金的晶粒细化机理 ,认为“碳化物理论”不能充分解释Al Ti C的晶粒细化机理 ,提出“Ti在TiC或TiAl3颗粒表面富集引发包晶反应”的晶粒细化机制。

微量Mg、Si对Al-Ti-C中间合金晶粒细化效果的促进作用

研究结果表明 :微量的Mg和Si均能促进Al Ti C中间合金对工业纯铝和 60 63合金等铝合金的晶粒细化作用 ;在细化温度相同的条件下 ,与Si相比 ,Mg对Al Ti C中间合金细化效果具有更大的促进作用 ;微量的Mg可以抑制Al Ti C中间合金晶粒细化的“温度效应” ;铝熔体中同时存在微量的Mg和Si时Al Ti C中间合金的细化效果更好。初步探讨了这两种微量元素促进Al Ti C中间合金细化效果的机理。

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。

稀土氧化物Ce2O3在制备Al-Ti-C细化剂中的作用

研究了稀土氧化物Ce2O3在采用氟盐法制备铝合金用Al-Ti-C细化剂的作用,通过OM,XRD,SEM及EDAX等研究手段对细化剂的组织进行了研究。结果表明,稀土氧化物Ce2O3制备Al-Ti-C细化剂过程中,可以提高反应物氟钛酸钾与碳粉反应速度,在铝液中产生激烈的翻腾作用,从而在制备过程中对铝熔体产生强烈搅拌作用,这样可以不采用物理搅拌方法就能使合金中的组织分布均匀,此外通过环境扫描电镜(ESEM)观察发现,稀土氧化物Ce2O3反应后的稀土元素是一种强烈的表面活化元素,可以吸附在Al-Ti-C细化剂中的Al3Ti相上,形成新的稀土化合相[AlTiCe],并提高产生TiC粒子的反应速率,促进TiC粒子生成。

机械活化对Al-Ti-C粉料合成反应激活能的影响

对经不同时间高能球磨的 Ａｌ－Ｔｉ－Ｃ粉料混合物，采用差热分析和 Ｘ射线衍射相结合的方法，确定合成反应过程中所发生的反应形式，并根据各反应峰的图形计算各反应的激活能．结果表明，高能球磨时间愈长，合成反应的激活能愈低，尤其是对于温度较低时所发生的合成反应。

添加TiC和Ti_3AlC_2对燃烧合成Ti_3AlC_2粉体的影响

Ti、AI、C和TiC组成的Ti:Al:C=3:1.1:1.8(摩尔比)体系的燃烧合成实验结果表明,当在体系中未加入TiC时,得到的主要是TiC,但加入TiC后燃烧合成产物主要是Ti3AlC2,且Ti3AlC2量随TiC加入量的增加而增加,随燃烧反应体系温度的降低而增加;加入晶种Ti3AlC2有利于合成Ti3AlC2相物质.

Al-Ti和Al-Ti-C中间合金对消失模铸造AZ91镁合金显微组织的影响

A l-Ti和A l-Ti-C中间合金对消失模铸造AZ91镁合金组织的试验研究表明,与常用变质剂C2C l6相比,加入A l-Ti和A l-Ti-C中间合金对消失模铸造AZ91镁合金具有更好的组织细化效果和更高的力学性能,而加入A l-Ti-C中间合金的作用效果最佳。A l-Ti-C及A l-Ti中间合金的加入提高了共晶反应的离异化程度,晶界上的β相由连续网状变为不连续块状和孤立的粒状结构且分布均匀。A l-Ti-C中间合金对消失模铸造AZ91镁合金晶粒细化是其晶粒生长抑制作用和引入形核质点综合作用的结果。

Al─Ti─C─B中间合金细化剂的研究

研究了新近开发的Ａｌ－Ｔｉ－Ｃ－Ｂ中间合金细化剂，检查了其显微组织及细化工业纯铝及含Ｚｒ铝合金的性能，并与Ａｌ－Ｔｉ－Ｂ中间合金细化剂进行了对比。结果表明：Ａｌ－Ｔｉ－Ｃ－Ｂ中间合金细化剂含有Ａｌ３Ｔｉ、ＴｉＢ２和ＴｉＣ三种第二相，它们形成尺寸细小弥散分布的多相粒子团，其细化工业纯铝晶粒的能力明显优于Ａｌ－Ｔｉ－Ｂ中间合金细化剂，并克服了Ａｌ－Ｔｉ－Ｂ中间合金细化剂易被Ｚｒ原子毒化的弱点。分析认为。

添加TiC对燃烧合成Ti_2AlC粉体的影响

实验表明,以Ti,Al和碳黑单质粉末为反应物原料,按Ti2AlC化学计量比为原料摩尔配比,得到的燃烧产物主晶相为Ti3AlC2,而Ti2AlC的含量很少.当保持总原料各组分配比不变,加入TiC时,燃烧产物中的Ti2AlC相却变为主晶相,而Ti3A1C2和TiC相的含量急剧减少.燃烧产物Ti2AlC相的含量随添加的TiC质量分数(0-25％)的增加而增加.从动力学和热力学的角度探讨了TiC对燃烧合成Ti2AlC的影响机理.

不同钛碳摩尔比和铝含量对Ti-Al-C体系燃烧合成Ti_3AlC_2粉体的影响

以Ti,Al,C和TiC粉末为原料,研究了钛碳摩尔比和Al含量对Ti-Al-C体系燃烧合成产物相组成的影响。实验表明,不同的钛碳摩尔比和Al含量变化,对Ti-Al-C体系燃烧合成Ti3AlC2粉体有很大影响。当Ti/C=1或1.5时,燃烧产物主晶相是TiC,与原料中Al含量变化关系不大;Ti/C=2和Ti/C=3时,主晶相分别是Ti3AlC2和Ti2AlC,它们的衍射峰强度均分别随原料中Al含量增加而增强,当Al含量增加到一定量后,Ti3AlC2和Ti2AlC的衍射峰强度均又减弱;TiC是Ti-Al-C体系燃烧合成TiAlC相的中间产物。

Al-Ti-C中间合金晶粒细化剂的合成及其细化晶粒作用

根据液体蒸气压与温度遵从克劳修斯克莱贝龙方程的原理，找到了制备ＡｌＴｉＣ中间合金的一种新工艺。合成的ＡｌＴｉＣ中间合金含有大量细小的ＴｉＣ相及少量粗大的条状Ａｌ３Ｔｉ相，它具有优异的细化αＡｌ晶粒的性能。ＴｉＣ相质点团是αＡｌ有效的异质结晶核心。

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AlTi5C 0 .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(l)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 。