Effect of vanadium carbide on commercial pure aluminum

The effect of vanadium carbide (VC) on the grain size of commercial pure aluminum was experimentally investigated by varying the content of VC, the holding time, and casting temperature. The refining efficiencies of VC and Al5Ti1B were also compared. The refined samples of commercial pure aluminum were examined using optical microscopy, scanning electron microscopy (SEM) and energy-dispersive spectroscopy (EDS). The results suggest that VC is a good refiner of commercial pure aluminum. The addition of only 0.3wt% VC can decrease the grain size of aluminum to 102 μm, whereas the casting temperature and holding time have little effect on the grain size. The refining efficiency of VC is better than that of Al5Ti1B. The VC particles in molten aluminum act as nuclei and the grain refinement of aluminum alloys by VC particles is achieved via heterogeneous nucleation.     

Zr在Mg-9Gd-4Y合金中的晶粒细化机制

研究了不同Zr含量对Mg-9Gd-4Y合金晶粒大小的影响及Zr的晶粒细化机制.结果表明,Zr可以明显细化合金的晶粒,且随Zr含量增加,晶粒变得更细小.微观组织分析表明,在Zr含量较高的合金中,几乎每个晶粒内都含有至少一个富Zr的核;而在Zr含量较低的合金中没有发现这种核.在高Zr含量和低Zr含量的合金中,晶粒细化的机制不同:在低Zr含量合金中,Zr以抑制晶粒长大为主;在高Zr含量合金中,Zr以促进异质形核为主.     

Effect of Zn addition on microstructure and mechanical properties of an Al–Mg–Si alloy

In the present work, an Al–0.66Mg–0.85Si–0.2Cu alloy with Zn addition was investigated by electron back scattering diffraction(EBSD), high resolution electron microscopy(HREM), tensile and Erichsen tests. The mechanical properties of the alloy after pre-aging met the standards of sheet forming. After paint baking, the yield strength of the alloy was improved apparently. GP(Ⅱ) zones and η’phases were formed during aging process due to Zn addition. With the precipitation of GP zones, β″ phases, GP(Ⅱ) zones and η’phases, the alloys displayed excellent mechanical properties.     

基于小润湿角下脉冲磁场的凝固形核模型

基于Ma形核模型,理论分析了异质形核基底小润湿角下脉冲磁场金属凝固的异质形核过程,建立了凝固形核模型.考察脉冲磁场磁感应强度对金属凝固临界形核半径及临界形核过冷度的影响.结果表明:该模型中体系Gibbs自由能与异质形核基底形状系数无关.在低过冷度金属凝固条件下,当脉冲磁场磁压力功与金属熔体固液自由能差在同一数量级时,脉冲磁场可有效减小凝固形核的临界半径;在大过冷度(大于20℃)金属凝固条件下,脉冲磁场对金属凝固临界形核半径的影响可忽略.金属凝固异质形核基底粒径较大时,临界形核过冷度随脉冲磁场磁感应强度增大而有效减小.     

基于KGT模型的AZ91铸态合金晶粒尺寸预测

基于枝晶生长动力学模型(KGT模型),运用晶核自由生长理论计算了在添加细化剂条件下铸态AZ91合金组织的平均晶粒尺寸,并对该模型进行了基于实测数据(以Al-Sr-Mn-Ti-C为细化剂)的有效性分析。结果表明,模型计算值与实测值吻合良好,在细化剂粒子尺寸分布为已知的前提下,利用KGT模型预测异质形核过程中Mg-Al系合金铸态组织的平均晶粒尺寸是可行的。     

01420铝锂合金的粒子激发再结晶形核

通过光学显微镜、扫描电镜及透射电镜观察,研究01420铝锂合金的第二相粒子对激发再结晶形核和晶粒大小的影响。研究结果表明:在300℃时随着时效时间的延长,基体析出直径大于0．80μm的第二相粒子的密度逐渐增大,在48 h时达到峰值;轧制变形时,在这些粒严周围形成的强烈变形区是再结晶晶粒的形核位置。时效后析出的大尺寸粒子为S(Al2MgLi)相和β(Mg2Al3)相,其中大多数为S相,而该质点脆性极大,在轧制时破碎成小粒子,很难起到粒子激发形核的作用,时效后析出的大尺寸质点(直径大于0．8μm)密度约为再结晶晶粒密度的20倍。01420铝锂合金经470℃／2h固溶处理、300℃／48 h时效、81％轧制变形及500℃／10 min再结晶退火后,得到的平均晶粒尺寸约为10μm。     

α-AlFeMnSi相中元素扩散对Al–Zn–Mg合金微电偶腐蚀敏感性的影响

Al–Zn–Mg合金强度高且具备良好的成型和焊接性能,已广泛应用于先进装备制造中,然而服役过程中易发生局部腐蚀失效,对构件的可靠性和安全性造成威胁。本文通过第一性原理计算和扫描开尔文探针显微镜(SKPFM)研究了α-AlFeMnSi相元素扩散对Al–Zn–Mg合金局部腐蚀行为的影响。材料建模和计算的结果表明,α-AlFeMnSi相中Fe、Mn、Si元素含量降低导致α-AlFeMnSi相/Al基体之间的平均功函数差由0.232 eV减小至0.065 eV。SKPFM实验观测到α-AlFeMnSi相中Fe和Si元素含量降低时,α-AlFeMnSi相/Al基体之间的平均Volta电位差由648.370 mV降低至432.383 mV。因此,α-AlFeMnSi相中元素的扩散降低Al–Zn–Mg合金的微电偶腐蚀敏感性。基于铝中原子扩散计算,热处理工艺（>550°C）有利于α-AlFeMnSi相中Mn元素扩散进入基体,降低α-AlFeMnSi相/Al基体微电偶腐蚀效应,提升Al–Zn–Mg合金耐局部腐蚀性能。     

晶粒细化对Fe-5Cr-5Al合金高温化学稳定性的影响

采用粉末冶金(PM)和机械合金化(MA)方法通过热压制备了常规尺寸和纳米尺寸的Fe-5Cr-5Al合金,研究了2种合金在900℃,0.1 MPa纯氧中的氧化行为。结果表明,2种合金的氧化动力学曲线均偏离抛物线规律,大体上由三段抛物线所组成,且瞬时抛物线速率常数随时间不规则变化。MAFe-5Cr-5Al合金的氧化速率明显大于PMFe-5Cr-5Al合金,这是由于晶粒细化导致大量晶界的增加,使合金中的活泼组元以更快的速度向外扩散。2种合金表面均未形成保护性的Al2O3膜,其氧化膜组成主要是是Fe的氧化物。     

铝合金表面脉冲电磁场对半连续铸造晶粒的细化

采用一种新型熔体表面脉冲电磁技术对7A04铝合金半连续铸造凝固组织细化处理,分析脉冲电磁场对凝固组织及性能的影响.引入势能的观点,探讨脉冲磁能作用下的晶体形核动力学及初生晶核运动形式.结果表明,经表面脉冲电磁场处理后,凝固组织由晶粒尺寸粗大的玫瑰结构转变为细小且圆整的球状结构,铸锭心部及边部晶粒尺寸分别下降22.7%和14.2%,强度、塑性均有提高.动力学分析认为,脉冲电磁能降低体系形核所需的临界吉布斯自由能是增加形核率的重要原因,同时可导致初生α-Al运动的势能增加,促使初生α-Al颗粒优先到达稳定位置.     

中间退火及轧制工艺对Al-Mg-Li合金塑性开裂及晶粒细化的影响

采用机械热处理法制各Al-Mg-Li合金细晶板材,研究预热温度、中间退火温度及转向轧制对板材塑性开裂及品粒细化的影响.结果表明:板材在低温(≤300℃)轧制时往往开裂,将轧制温度提高到400℃,可获得无开裂的板材,但经再结晶退火后的晶粒组织粗大,约为16μm;降低中间退火温度虽然可以明显提高晶粒细化程度,但退火后采用单向轧制,当形变量较大时,板材会出现开裂问题;中间退火后采用转向轧制,不但大形变量F板材轧制不开裂,而且细化晶粒及减小板材厚度方向层状分布的程度,再结晶后2个表面层的晶粒细小等轴,平均晶粒粒径为9.26 μm;中心层晶粒组织相对粗大略成扁平状,平均晶粒粒径为12.73 μm,约占板材总厚度的1/5.     

DSC analyses of static and dynamic precipitation of an Al–Mg–Si–Cu aluminum alloy

In the present investigation, both static and dynamic precipitations of an Al–Mg–Si–Cu aluminum alloy after solid-solution treatment(SST)were comparatively analyzed using differential scanning calorimetry(DSC). Dynamic aging was performed in the SST alloy through equal channel angular pressing(ECAP) at different temperatures of room temperature, 110, 170, 191 and 300 1C. For comparison, static artificial aging was conducted in the SST alloy at 191 1C with two aging times of 4 and 10 h. The DSC analyses reveal that the dynamic precipitation has occurred in the ECAPed samples, while the activation energies associated with the strengthening precipitates in the dynamic samples are considerably higher than the energies in the SST and static aged samples. The higher activation energies are probably attributed to the smaller grains and higher dislocation density developed after ECAP. The results in the present investigation allow the prediction of the type of the dynamic precipitates to influence the strength of the ultrafine grained alloy during ECAP at various temperatures.     

Al—Ti—CN细化工业纯铝工艺参数测定

继Al—Ti—C中间合金之后,又开发了Al—Ti—CN中间合金,通过大量细化工业纯铝试验,从中间合金加入量、加热温度、保温时间等工艺试验,找出Al—Ti—CN中间合金细化工业纯铝的最佳工艺.对Al—Ti—CN用于工业生产提供有益参数.     

1420铝锂合金的温压变形及动态再结晶行为

采用金相、扫描电镜及背反射电子衍射等检测手段，对1420铝锂合金在温压变形时不同变形量的微观组织与织构进行研究。结果表明：在350℃及较高的应变速率ε=6．93s^-1。的变形条件下，1420铝锂合金在变形量为90％时出现粒径d〈5μm的大量细晶组织，发生了动态再结晶；立方取向晶粒的形核与长大均不占优势，再结晶晶粒表现为强烈的形变取向。为此，提出了一种新的粒子激发形核与亚晶倾转形核长大的混合再结晶模式。     

原位TiC颗粒细化喷射沉积7075铝合金组织的机理

采用原位反应喷射沉积法制备TiCP/7075(TiCP体积分数为2.91%)铝合金,观察其微观组织. 应用Image Tool软件及平均截线法统计平均晶粒尺寸,并与喷射沉积7075铝合金进行对比. 发现前者的晶粒尺寸比后者减小50%左右,表明原位TiC颗粒对喷射沉积7075铝合金组织具有显著的细化作用. 从形核的属性、速度以及过程的晶体学分析对其细化机理进行了解释.     

碳、锰含量对低碳(锰)钢过冷奥氏体形变过程中铁素体形核率的影响

研究了碳、锰含量对低碳(锰)钢形变强化铁素体晶粒数目变化的影响.结果表明,形变使低碳(锰)钢过冷奥氏体内部形核位置增加,铁素体形核率显著提高,晶粒大大细化.碳、锰含量提高有利于钢中过冷奥氏体累积变形的增加,形变强化相变晶粒细化能力增强,而碳的促进作用尤为显著.     

Pr对Mg-4Si中初生Mg_2Si相变质作用

利用稀土元素Pr对过共晶Mg-4Si合金中的初生Mg2Si相进行变质处理,并讨论其变质机理.结果表明:Pr对Mg-4Si中的初生Mg2Si相可以起到有效的变质作用,在Pr质量分数为3%时,变质效果最佳;随着Pr的加入,初生Mg2Si相形态上从花瓣状的树枝晶转变为颗粒状的多边形,尺寸由200μm降到60μm;随着Pr的加入,有白亮的纤维状新相生成,经EDS分析该相为Pr2Si3相;Pr通过表面溶质富集抑制初生Mg2Si相择优生长,Pr2Si3相起到异质形核作用,从而对初生Mg2Si相变质.