抗Zr“中毒”Al-Ti-B-C中间合金对7050铝合金力学性能的影响

通过场发射扫描电子显微镜(FESEM),X射线衍射仪(XRD),能量色谱仪(EDS)分析Al-5Ti-1B,Al-4Ti-1C和Al-5Ti-0.8B-0.2C中间合金的微观组织与物相组成,比较研究3种中间合金对7050铝合金晶粒尺寸与力学性能的影响。结果表明:Zr的存在削弱了Al-5Ti-1B和Al-4Ti-1C中间合金的细化效果,而对Al-5Ti-0.8B-0.2C中间合金细化效果影响较小。含掺杂型TiC粒子的Al-5Ti-0.8B-0.2C中间合金具有较好的抗Zr"中毒"能力,加入量为0.2%(质量分数,下同)时,含Zr7050铝合金平均晶粒尺寸由200μm细化至(60±5)μm,室温极限抗拉强度由405MPa提高到515MPa,提高了27.2%,伸长率由2.1%提高到4.1%。而加入0.2%的Al-5Ti-1B或Al-4Ti-1C中间合金时晶粒尺寸较粗大且分布不均匀,表现出明显的细化"中毒"。

Ti-TiCN复合细化剂的抗Zr“中毒”性能研究

将Ti-TiCN与Al-Ti-B细化剂对比,研究了Ti-TiCN复合细化剂的抗Zr“中毒”性能,并探究新细化工艺能否改善“中毒”现象。研究发现:在Al-Zr合金中添加质量百分数0.3%Al-Ti-B的铝锭在730℃经5 min保温后晶粒尺寸已经增加至毫米级,而添加质量百分数0.3%Ti-TiCN的合金在相同温度下保温60 min后,晶粒仅长大至200μm左右,说明Ti-TiCN细化剂具有更好的抗Zr“中毒”性能。通过在Al-Zr合金中单独添加Ti,发现Zr“中毒”现象与TiAl3相失去形核作用有很大关系。因此,先添加细化剂后添加Zr,可以改善合金的Zr“中毒”现象。