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。

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。

铝合金细化剂的进展研究

晶粒细化是提高铝材料强度塑性并改善加工性能的重要手段,是改善铝材质量的重要途径。本文深入探讨了铝合金细晶技术的基本原理和历史发展,详细分析了细晶在改善铝合金机械和加工性能方面的关键作用,并对Al-Ti、Al-Ti-B、Al-Ti-C等主要细晶剂的机理进行了系统研究。此外,本文指出了这些细晶剂在不同铝合金体系中应用时面临的技术挑战,指出了深入研究细化剂机理、开发新型细化剂以及优化现有细化剂效能的必要性,尤其是在稳定性和效能优化方面,以促进铝合金细晶技术的进一步发展。

不同种类铝合金晶粒细化剂中TiB2的对比研究

采用金相显微镜、激光共聚焦显微镜和扫描电镜对MJD-AlTi5B1A、MJD-AlTi5B1B、MJD-AlTi5B1C和SH-AlTi5B1A铝合金晶粒细化剂中TiB2的分布进行了对比研究。研究表明:MJD-AlTi5B1A和SH-AlTi5B1A晶粒细化剂中TiB2粒子分布较为分散,粒子细小;MJD-AlTi5B1B晶粒细化剂局部组织不均匀;MJD-AlTi5B1C晶粒细化剂TiB2粒子分布轻微团聚。

新型Al-C晶粒细化剂的制备及对Mg-Al合金显微组织的影响研究

采用原位反应烧结法制备了新型Al-5C中间合金,利用光学显微镜(OM)、X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)等研究了制备工艺对Al-5C中间合金组织以及该中间合金对Mg-Al合金晶粒细化的影响。结果表明,原位反应烧结法改善了Al与C的润湿性,Al-C的反应程度与球磨时间、烧结温度、烧结时间和压块方式有关;延长球磨时间、提高烧结温度或适当延长烧结时间均能促进Al-C反应,生成细小的Al4C3颗粒;Al-5C中间合金能有效地细化Mg-3Al合金的组织,添加量(质量分数)为2%时晶粒细化效果最佳。

新型细化剂Al-5Ti-1B-7Sm对7050合金显微组织及力学性能影响

研究了细化剂Al-5Ti-1B-7Sm对7050合金显微组织及力学性能的影响。实验表明,Al-5Ti-B-7Sm细化剂主要由Ti2Al20Sm和TiB2相构成,同时含有极少量的TiAl3;在7050合金中,细化剂的最优添加量为0.6%,平均晶粒尺寸由未细化前的120.9μm减小至66.9μm,铸态合金的极限抗拉强度由120MPa提高到141MPa。细晶强化是Al-5Ti-1B-7Sm细化剂提高7050合金强度的主要原因。

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-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。

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

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−10Nb−3Ce−2.5B孕育剂对Zn−Al共析合金显微组织、阻尼和拉伸力学性能的影响

制备一种新型Al−10Nb−3Ce−2.5B孕育剂,并系统研究其对锌铝共析(ZA22)合金显微组织、阻尼和拉伸力学性能的影响。结果表明,该孕育剂对ZA22合金中的α相具有显著的细化作用(α相最低可被细化至约16μm),并可使得α相的形貌从粗大枝晶状转变为细小花瓣状。通过边−边匹配晶体学模型(E2EM)建立孕育剂中CeB_(6)和NbB_(2)颗粒与α相之间的位向关系(ORs),并基于该E2EM模型揭示孕育剂对ZA22合金的细化机理。与未细化ZA22合金相比,孕育细化ZA22合金的高温阻尼性能,特别是逆共析转变阻尼峰得到显著提升。此外,孕育细化ZA22合金的室温拉伸力学性能也得到了显著提高,具有最佳细化效果的ZA22合金的抗拉强度和伸长率分别比未细化ZA22合金的高18.56%和119.04%。对相关机理进行了讨论。

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。

不同晶粒细化剂对5083铝合金铸锭晶粒细化对比研究

采用坩埚熔炼炉以及自主设计铸锭冷却系统模拟工业生产半连续铸造技术,通过不添加晶粒细化剂以及添加Al-Ti5-B1和Al-Ti3-C0.15两类晶粒细化剂制备3种5083铝合金铸锭,采用直读光谱分析、室温拉伸、金相研究在不同晶粒细化剂的条件下的力学性能、偏光显微组织、合金元素成分变化规律。研究结果表明:在铸造过程中添加Al-Ti-B或Al-Ti-C晶粒细化剂,通过细化剂中的TiAl3和TiB2颗粒能够有效的对铝合金显微组织起到细化作用,且越细小、越弥散,则可形成的非均匀形核核心越多,晶粒细化效果越显著,对比晶粒尺寸可知,Al-Ti5-B1晶粒细化剂效果最佳,Al-Ti3-C0.15晶粒细化剂其次;在合金凝固的过程中,由于不同元素在液相与固相的溶解度差异,从而导致5083合金铸锭中Mg、Mn、Cr、Fe、Si等元素成分差异,虽然添加晶粒细化剂能够促进熔体在凝固过程中的形核从而有一定作用抑制偏析,但晶粒细化剂对5083铝合金的偏析改善不明显;添加晶粒细化剂的铸锭晶粒细小,晶界多,位错集群中位错个数小,应力集中小,从而导致添加晶粒细化剂的5083铸锭室温力学性能优于未添加晶粒细化剂。

Al-Ti-C铝合金晶粒细化剂的研究进展

对新型铝合金晶粒细化剂Ａｌ－Ｔｉ－Ｃ的研究进展，制备方法，细化机理进行了述评。Ａｌ－Ｔｉ－Ｃ晶粒细化剂中的异质形核核心ＴｉＣ有助于Ａｌ３Ｔｉ形核，而α－Ａｌ又包在Ａｌ３Ｔｉ外面，形核几率大于相同添加量的Ａｌ－Ｔｉ－Ｂ，细化效果更好。

铝合金抗“Si中毒”晶粒细化剂的研究

Al-Ti-B是铝合金常用的晶粒细化剂,常被用来提升细化铝合金的晶粒组织,通过细晶强化的方式在提升铝合金强度的同时提升其塑韧性。含Si铝合金由于Si元素的存在导致Al-Ti-B弱化或者丧失细化作用的现象被称为Al-Ti-B的“Si中毒”现象。目前针对“Si中毒”问题开发新型抗“Si中毒”晶粒细化剂对于提升Al-Si合金的性能具有重大意义。针对Al-Ti-B的“Si中毒”问题,总结了传统铝合金晶粒细化剂Al-Ti-B的细化机理,以及其“Si中毒”机制的研究进展,发现TiAl3物相在细化机制和中毒机制中扮演着重要角色,TiAl3可以促进形核,但同时当Si元素含量高时,TiAl3也会由于Si的干扰而使Al-Ti-B失去形核的作用。最后,分别阐述近年来开发的Al-Nb-B、Al-V-B和Al-Ti-Nb-B新型细化剂发展,以及其存在的优缺点和新型铝合金晶粒细化剂的细化机制,为进一步开发新型铝合金晶粒细化剂提供思路。

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 。

新型晶粒细化剂对再生A356铝合金组织性能的影响

文章采用光学显微镜、X射线衍射仪和拉力试验机,研究了新型晶粒细化剂Al-4Ti-1Ni-0.8C合金对再生A356铝合金显微组织与拉伸力学性能的影响。结果表明,新型晶粒细化剂对再生A356铝合金具有良好的晶粒细化效果,可使粗大的α-Al枝晶转变为细小均匀的晶粒;随着晶粒细化剂添加量的增加,再生A356铝合金的α-Al晶粒越细小,力学性能越高;当晶粒细化剂的添加量为0.3%时,再生A356铝合金的抗拉强度为267.3 MPa,断后伸长率为7.1%,与未添加晶粒细化剂相比,此时再生A356铝合金的抗拉强度提高了15.3%,断后伸长率提高了81.5%。

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。

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。