晶粒细化剂Al-3Ti-0.15C在生产中的使用试验

AlTiB晶粒细化剂能明显细化铸轧板的晶粒,但存在硼化物聚集缺陷。近些年来新型晶粒细化剂AlTiC成功应用于DC铸造,它优于AlTiB晶粒细化剂。我分厂连铸连轧机列用细化剂AlTiC进行铸轧铝板的生产性试验,效果良好。

Al-3Ti-0.15C丝晶粒细化剂组织分析及质量评价

利用光学显微镜和扫描电镜对不同供应商提供的Al-3Ti-0.15C丝进行组织检测,并用EDS能谱仪测定Al-3Ti-0.15C丝中的TiAl_(3)、TiC和盐类氧化夹杂物等固态夹杂。通过TiAl_(3)、TiC的尺寸及分布、盐类氧化夹杂物的总长度以及是否存在未溶解固体杂质等指标的比较,可以判定Al-3Ti-0.15C丝原辅材料的质量好坏,为铝熔铸及加工企业验收Al-3Ti-0.15C丝晶粒细化剂时的检测分析提供参考。

超声氟盐法制备Al-3Ti-1B-0.2C变质剂工艺及细化性能研究

通过在常规氟盐法的基础上引入功率超声处理,对Al-3Ti-1B-0.2C铝合金变质剂的制备工艺进行了有益探索。研究发现功率超声的空化及声流搅动综合作用能促进石墨在氟盐反应的低温环境下参与反应,生成均匀分布于基体的TiAl_(3)、TiB_(2)和TiC粒子等有效成分。对A380铝合金的变质实验表明,合金试样的硬度较未处理前增加了36.8%,刚度提升了1.3%,弹性模量值上升19.2%,而材料的塑性略微下降,变质后的A380铝合金性能得到了显著的提升。

Al-Ti-C-Sr细化剂制备的正交优化及挤压研究

以工业纯铝、氟钛酸钾、石墨粉、纯锶为原料,采用原位反应法制备Al-Ti-C-Sr细化剂,通过正交实验优化Al-Ti-C-Sr细化剂的制备方案.对最优方案制备的细化剂进行挤压处理,研究了挤压态Al-3Ti-0.2C-5Sr的显微组织及其细化性能.结果表明,优化出的Al-Ti-C-Sr细化剂的方案为:成分Al-3Ti-0.2C-5Sr,氟钛酸钾和石墨粉的保温时间为60 min,纯锶的保温时间为15 min;挤压态Al-3Ti-0.2C-5Sr细化剂中的TiAl3相、Al4Sr相、Al-Ti-Sr三元相的尺寸较小,TiC粒子分布弥散.添加挤压态Al-3Ti-0.2C-5Sr细化剂之后,A356铝合金的平均晶粒尺寸由1 195μm减小到约350μm,二次枝晶臂间距由23.2μm减小到约21.5μm.

N掺杂型Al-4Ti-1C对A356合金细化及力学性能的影响

目的提高A356合金的断裂伸长率。方法采用铸造法制备了一种N掺杂型Al-4Ti-1C细化剂(简称Al-4Ti-1C),研究了其对A356合金的晶粒细化行为及对力学性能的影响。结果与传统的Al-5Ti-1B细化剂相比,Al-4Ti-1C不仅能有效细化A356的α-Al晶粒,而且能够明显细化其枝晶臂间距,细化后α-Al的平均晶粒尺寸为231μm,枝晶臂间距为28μm;而Al-5Ti-1B细化后分别为253μm和50μm。该细化剂对A356合金力学性能的提升也优于Al-5Ti-1B,细化后A356的拉伸强度和伸长率为298 MPa,4.0%,与Al-5Ti-1B的细化结果(292 MPa,3.0%)相比,伸长率提高幅度达33%。结论 Al-4Ti-1C是一种有效的A356晶粒细化剂。

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-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-0.2C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。

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。

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。

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。

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。