Al-5Nb-B细化剂对Al-12Si合金组织与性能的影响

采用氟盐法制备了Al-5Nb-B晶粒细化剂,将所制备的细化剂按不同含量(0.0wt%、1.5wt%、3.0wt%、4.5wt%)分别添加到Al-12Si合金中。采用光学显微镜、扫描电镜对添加不同含量晶粒细化剂的Al-12Si合金的显微组织进行观察,并在电子万能试验机(D2-02001)上进行室温力学性能测试。研究了Al-5Nb-B晶粒细化剂对近共晶Al-12Si合金显微组织与拉伸性能的影响。结果表明:氟盐法制备的Al-5Nb-B晶粒细化剂主要包含平均尺寸为20μm的Al3Nb颗粒和5μm的NbB2颗粒。随着Al-5Nb-B晶粒细化剂含量的增大,Al-12Si合金中α-Al晶粒尺寸由未添加的1864μm减小到396μm,铸态合金的抗拉强度由128 MPa增大到145 MPa,且断后伸长率由6.9%提高到9.8%。氟盐法制备的Al-5Nb-B晶粒细化剂提高了NbB2在Al-12Si合金熔体中的形核数,有效细化了α-Al基体,提高了合金力学性能。

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。

不同晶粒细化剂对Al-6.5Zn-2.4Mg-2.2Cu合金组织性能的影响

为了优化Al-6.5Zn-2.4Mg-2.2Cu合金的熔铸工艺,分别采用AlTi5B0.2和AlTi5B1两种晶粒细化剂开展试验,对比分别添加两种晶粒细化剂的铸锭的化学成分、低倍晶粒度、显微组织和轧制板材的拉伸力学性能、抗剥落腐蚀性能、疲劳性能。结果表明,Al-6.5Zn-2.4Mg-2.2Cu铝合金宜选择AlTi5B0.2晶粒细化剂。

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。

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。

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。

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。

电磁搅拌连续铸挤Al-5Ti-1B合金晶粒细化剂的质量评价

采用电磁搅拌连续铸挤技术生产Al-5Ti-1B合金晶粒细化剂,研究了Al-5Ti-1B合金的化学成分、显微组织和晶粒细化效果,并与美国KBA、荷兰KBM、英国LSM公司生产的Al-5Ti-1B合金进行了比较,对电磁搅拌连续铸挤Al-5Ti-1B合金的质量进行了评价.结果表明:电磁搅拌连续铸挤Al-5Ti-1B合金中Ti和B元素含量分别为5.08%和1.02%.Fe,Si及V杂质元素含量分别为0.11%,0.087%和0.011%;TiAl3相呈块状,平均尺寸为15.7μm,而TiB2粒子呈颗粒状均匀分布于α-Al基体,平均尺寸为0.74μm;添加0.2%的Al-5Ti-1B合金,可使纯铝晶粒平均尺寸从2800μm细化到68μm.比较结果表明:电磁搅拌连续铸挤Al-5Ti-1B合金的元素含量更稳定、杂质元素含量更低,TiAl3相和TiB2粒子更细小均匀,对铝晶粒的细化能力更强.

AlTi3BC细化剂对Al-9.5Si-4Zn-2.5Cu高强压铸铝合金组织性能的影响

利用扫描电镜(SEM)、光学显微镜和万能试验机等手段,研究添加不同比例的晶粒细化剂AlTi3BC对Al-9.5Si-4Zn-2.5Cu高强压铸铝合金的力学性能及微观组织的影响。结果显示,适量的晶粒细化剂AlTi3BC对高强压铸铝合金细化效果显著,明显改善α-Al与共晶Si的形貌,使组织更加均匀。对直径为6.4 mm的试样,添加质量分数为5%的晶粒细化剂AlTi3BC,其抗拉强度提升16 MPa,断后伸长率由3.23%提升到3.95%;对厚度约2 mm的手机中板添加质量分数为0.5%的晶粒细化剂AlTi3BC,其断裂力提升42 N,断裂位移由4.10 mm提升到6.5 mm。

Al-5Ti-1B对超宽幅超薄铝箔铸轧坯料组织晶粒细化效果的研究与应用

研究Al-5Ti-1B对直接采用电解铝液生产超宽幅超薄铝箔铸轧坯料组织的影响,从Al-5Ti-1B质量、添加量、添加温度、变质时间、添加位置等几个方面进行了分析,结果表明:影响铸轧板坯组织晶粒细化效果最关键的是细化剂中,TiAl_(3)呈细小圆块状、尺寸均匀、弥散分布,TiB_(2)为细小颗粒状、弥散分布;合理的添加量、添加温度、变质时间、添加位置是确保铸轧板坯组织获得最佳细化效果的重要手段。

Al-5Ti-B晶粒细化剂细化温度对铝合金细化效果的研究

通过Al-5Ti-1B晶粒细化剂细化温度试验,分析了Al-5Ti-1B晶粒细化剂不同细化温度对A356铝合金金相组织的影响,得出了最佳铝合金金相组织的Al-5Ti-1B晶粒细化剂细化温度。

Al-5Ti-0.25C晶粒细化剂对6063铝合金组织性能的影响

试验研究了Al-5Ti-0.25C细化剂对6063铝合金铸锭晶粒尺寸的影响,并分析了其对热挤压行为及挤压材力学性能的影响规律。结果表明,未添加细化剂时,6063铝合金的显微组织主要由平均晶粒尺寸460μm的粗大晶粒构成;添加Al-5Ti-0.25C后,晶粒尺寸明显减小。在热压缩试验中,随着晶粒尺寸的减小,其进入稳态流变阶段时对应的真应力逐渐减小,挤压过程中所需要的挤压力降低,挤压棒材的再结晶晶粒尺寸也随之减小,此外,Al-5Ti-0.25C细化剂还可提高挤压材的硬度、伸长率等力学性能。

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-5Ti细化剂和Al-10Sr变质剂对A357合金微观组织和力学性能的影响

研究了Al 5Ti细化剂和Al 10Sr变质剂对A357合金金属型铸造时微观组织和力学性能的影响。结果表明,单独细化晶粒的最佳Ti加入量为0 08%～0 14%,单独变质处理的最佳Sr加入量为0 005%～0 01%。当以单独细化晶粒的最佳Ti量和单独变质处理的最佳Sr量共同加入合金时,合金的力学性能却有所下降。适当增大Sr加入量可克服上述不利影响,并获得更好的效果。

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.

连续铸挤Al-5Ti-1B合金线的组织与晶粒细化效果

采用连续铸挤成形Al-5Ti-1B合金线,采用光学显微镜和扫描电镜分析了Al-5Ti-1B合金线的显微组织和晶粒细化效果,并与Al-5Ti-1B合金锭进行了比较。结果表明,连续铸挤Al-5Ti-1B合金线中TiAl3相呈细小圆块状,分布均匀,TiB2粒子弥散分布于铝基体;而Al-5Ti-1B合金锭中TiAl3相呈粗大板条状,TiB2粒子偏聚于铝晶界呈粗大团块状。Al-5Ti-1B合金线对纯铝的晶粒细化效果优于Al-5Ti-1B合金锭,纯铝加入Al-5Ti-1B合金线5 min后,晶粒尺寸达到最小。

Al5Ti1B晶粒细化剂对超薄铝箔质量的影响

研究了国内、外Al5Ti1B中间合金对超薄铝箔质量的影响,得出了Al5Ti1B细化剂对超薄铝箔的针孔、成品率等有明显影响。添加国产、进口Al5Ti1B中间合金对超薄铝箔坯料质量的提高都起到良好的效果,国产Al5Ti1B比进口Al5Ti1B中间合金对1235铝熔体细化效果更好。每生产1t 1235铝箔铸轧板坯料,在线连续添加的Al5Ti1B中间合金质量为3.15kg/t时,超薄铝箔的针孔数最少,成品率提高。

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%。

国内外Al-5Ti-1B合金线的组织与晶粒细化性能

采用等离子体发射光谱仪、光学显微镜、扫描电镜和X射线衍射仪检测分析了国内外Al-5Ti-1B合金线的化学成分、显微组织和晶粒细化效果。结果表明:韩国SLM公司Al-5Ti-1B合金线Fe、Si杂质元素含量较高,国内A厂Al-5Ti-1B合金线TiAl3尺寸较大,TiB2粒子团聚较严重,荷兰KBM公司和国内B厂的Al-5Ti-1B合金线的化学成分、显微组织和晶粒细化性能综合质量较好。