冷轧Al-4Ti-1B变质剂对ZL205A合金组织和力学性能的影响

研究了冷轧对Al-4Ti-1B华夫块变质剂中TiAl3和TiB2相尺寸和形态的影响,及其对ZL205A合金组织和力学性能的影响。结果表明,冷轧能将Al-4Ti-1B变质剂中的杆状TiAl3相碎化成块状,导致TiAl3相尺寸减小,数量显著增加。与未冷轧Al-4Ti-1B华夫块变质剂细化ZL205A合金的晶粒相比,减少1/3加入量的冷轧Al-4Ti-1B华夫块变质剂实现了相当的晶粒细化效果。经T6热处理后,减少1/3加入量的冷轧Al-4Ti-1B华夫块变质合金的塑性比未冷轧华夫块变质合金高4%,但其抗拉强度降低5 MPa。其强度的降低可归因于固溶在基体中Ti原子数量减少导致的Al2Cu强化相数量的减少和尺寸的增大。

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。

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-1B细化剂对2024铝合金铸态显微组织的影响

研究了Al-5Ti-1B细化剂对2024铝合金铸态显微组织的影响。结果表明:添加微量的Al-5Ti-1B细化剂,可使2024铝合金的铸态显微组织从粗大的枝晶细化为细小均匀的等轴晶。随着Al-5Ti-1B细化剂添加量的逐渐增加,2024铝合金的晶粒进一步细化。并且Al-5Ti-1B细化剂对2024铝合金的晶粒细化作用具有响应时间短、持续时间长的特点。

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%。

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。

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。

铝晶粒细化剂Al-5Ti-1B合金的晶粒细化机理

分别采用Al-5Ti-1B、Al-10Ti、Al-4B合金和TiB2粉末对纯铝进行细化实验,比较了TiAl3、TiB2和AlB2对纯铝的晶粒细化作用,利用光学显微镜、X射线衍射仪、扫描电镜和透射电子显微镜研究了Al-5Ti-1B合金的晶粒细化机理。结果表明,TiAl3是铝晶粒的有效异质形核相,但Al-5Ti-1B合金中的TiAl3因在铝熔体中会熔化而不是铝晶粒的直接形核相。单独的AlB2和TiB2都不是铝晶粒的有效异质形核相,但TiB2通过表面包覆TiAl3后可成为铝晶粒的有效异质形核相。Al-5Ti-1B合金的晶粒细化机理为TiAl3熔解于铝熔体中释放Ti原子,部分Ti原子通过浓度起伏形成TiAl3,TiAl3再与铝熔体发生包晶转变形成α-Al晶粒直接起到晶粒细化作用;部分Ti原子在TiB2表面偏聚形成TiAl3,TiAl3再与铝熔体发生包晶转变形成α-Al晶粒起到晶粒细化作用。

Al-5Ti-1B细化剂对ADC12铝合金铸态组织及性能影响

采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)及力学性能测试等手段研究了Al-5Ti-lB细化剂对ADC12铝合金的显微组织及力学性能的影响。结果表明:当Al-5Ti-l B加人量(质量分数,下同)小于0.2%时,初生ct-Al枝晶发达且粗大、是典型的树枝状;当加入0.2%的A1-5TMB时,合金铸态的晶粒细化效果最佳,a-Al枝晶细小均匀,常温抗拉强度提高40.2%,伸长率提高87.5%;而当细化剂加人量超过0.2%时,铸态晶粒细化效果衰退。分析表明金属间化合物1^2和TiAl3共存于铝合金熔体中时可共同成为有效的异质形核核心,促使晶粒细化。

Al-5Ti-1B晶粒细化剂添加量和细化时间对铝合金细化效果的影响

通过Al-5Ti-1B晶粒细化剂的添加量和细化时间试验,分析了其不同添加量及不同细化时间对A356铝合金金相组织的影响。最后得出了较合适A356铝合金金相组织的Al-5Ti-1B晶粒细化剂添加量和细化时间。

Al-5Ti-1B细化剂添加量对含铈铸造铝合金组织和拉伸性能的影响

在添加质量分数0.1%铈的基础上,对比研究Al-5Ti-1B细化剂质量分数(00.4%)对A356铸造铝合金组织及拉伸性能的影响。结果表明:随着Al-5Ti-1B细化剂含量的增加,α-Al树枝晶的平均二次枝晶间距先降后增,当细化剂的质量分数为0.2%时,平均二次枝晶间距最小,为37.3μm;添加适量细化剂能促使共晶硅由狭长纤维状向粗短棒状的转变,从而降低共晶硅的等效直径和长宽比,过量细化剂则会引起共晶硅的尖锐化;添加细化剂后,铝合金的抗拉强度和断后伸长率均提高,且随着细化剂含量的增加呈先增后降的趋势;添加质量分数0.2%细化剂时铝合金的综合变质效果最佳,此时铝合金的拉伸性能最佳,抗拉强度和断后伸长率较未添加细化剂时的分别提高了20.7%和66.7%。

添加Nd元素对Ti-6Al-4V-2Cr合金组织细化的影响

采用冷等静压–真空烧结法制备Ti-6Al-4V-2Cr-1Nd合金,然后进行固溶及时效热处理,通过实验与最小错配度理论计算,研究Nd元素对该合金组织细化的影响,并分析细化机理。结果表明,添加1%(质量分数)的稀土元素Nd后,析出相Nd2O3能有效促进晶粒细化。二维错配度的计算结果证明析出相Nd2O3是有效的形核剂,可促进非均匀形核,增加形核率,从而使晶粒细化。通过对合金试样薄区进行高分辨率观察,发现另一种絮状的、非常细小的、弥散分布的Nd2Ti4O11相,由于其界面错配度较低,也可作为非均匀形核的核心,促进形核,起到细化晶粒的作用。

Al-5Ti-1B细化剂对7075铝合金组织与性能的影响

研究了Al-5Ti-1B细化剂对7075铝合金组织与性能的影响。结果表明:添加微量的Al-5Ti-1B细化剂可使7075铝合金的铸态组织从粗大的枝晶细化为细小均匀的等轴晶,随着Al-5Ti-1B细化剂添加量的逐渐增加,7075铝合金的晶粒平均直径逐渐减小,抗拉强度和伸长率逐渐提高。当添加0.3%的Al-5Ti-1B细化剂时,7075铝合金被细化为平均直径44.7μm的等轴晶,抗拉强度和伸长率分别提高至311 MPa和4.1%,与未添加Al-5Ti-1B细化剂相比,7075铝合金的晶粒平均直径下降了64.3%,抗拉强度和伸长率分别提高了13.1%和45.4%。

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-0.2C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。

电磁搅拌对Al-5Ti-1B的显微组织与晶粒细化能力的影响

在中间包对Al-5Ti-1B熔体施加电磁搅拌,然后连续铸挤成Al-5Ti-1B丝,研究了电磁搅拌对Al-5Ti-1B的显微组织与晶粒细化能力的影响,结果表明:电磁搅拌能够阻止TiB2粒子的团聚和沉淀,改善TiB2粒子的分布均匀性,提高Al-5Ti-1B的晶粒细化能力.Al-5Ti-1B的Ti、B元素含量分别为5.08%和1.02%,TiB2粒子平均尺寸为0.74μm,TiAl3相平均尺寸为15.7μm.添加0.2%的Al-5Ti-1B后保温2 min,可使纯铝晶粒从2 800μm细化至68μm,保温120 min,晶粒未见长大.

1235铝合金熔体晶粒细化温度优化研究

目的研究晶粒细化剂Al-5Ti-1B在1235铝合金不同熔体温度下的微观组织变化规律。方法在线添加Al-5Ti-1B,采用电解铝液直接生产尺寸规格为1050 mm×7.0 mm的1235铝合金铸轧板坯。采用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析仪(EDS)和电子万能拉伸试验机等试验手段,在晶粒细化剂Al-5Ti-1B细化温度不同条件下,对1235铝合金铸轧板坯进行显微组织表征及力学性能测试,探究晶粒细化剂Al-5Ti-1B细化温度和1235铝合金铸轧板坯组织性能的内在联系。结果在其他铸轧工艺参数相同的条件下,随着晶粒细化剂Al-5Ti-1B细化温度的升高,铸轧板平均晶粒尺寸先减小后增大,抗拉强度和断后伸长率均呈先增大后减小的变化趋势。当细化温度为730℃和750℃时,铸轧板晶粒细小均匀、尺寸差别不明显,力学性能良好且趋于稳定,其表层宽度方向上平均晶粒尺寸分别为27μm和24μm,中心层宽度方向上平均晶粒尺寸分别为51μm和47μm,其纵向抗拉强度分别为110.6 MPa和110.8 MPa,横向抗拉强度分别为107.3 MPa和107.5 MPa,纵向断后伸长率分别为37.8%和38.9%,横向断后伸长率分别为35.4%和36.7%。当细化温度为760℃时,铸轧板中开始出现Fe、Si、Al、O、Ti等元素的偏析聚集现象。结论当细化温度为730~750℃时,铸轧板组织性能实现了较佳匹配。

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-1B对Al-Zn-Mg-Cu合金铸态组织与力学性能的影响

研究了电磁搅拌连续铸挤Al-5Ti-1B晶粒细化剂对Al-Zn-Mg-Cu合金铸态组织与力学性能的影响。结果表明:Al-5Ti-1B是Al-Zn-Mg-Cu合金的有效晶粒细化剂,添加质量分数为0.1%的Al-5Ti-1B,可使Al-Zn-Mg-Cu合金铸态组织从粗大的枝晶细化为平均直径为54μm的等轴晶,抗拉强度和伸长率提高5.5%和35.6%;随着Al-5Ti-1B的质量分数从0.1%增加至0.5%,Al-Zn-Mg-Cu合金的晶粒进一步细化,抗拉强度和伸长率继续提高;当Al-5Ti-1B的质量分数为0.5%时,Al-Zn-Mg-Cu合金被细化为平均直径为38μm的等轴晶,合金的抗拉强度和伸长率提高到313 MPa和4.2%,与未添加Al-5Ti-1B相比,分别提高了13.8%和48.2%。