TiB2粒子细化铝合金的电子理论分析

利用固体分子经验电子理论对在铝合金细化过程中起主要作用的TiB2 粒子的价电子结构进行了分析和计算。结果表明 ,TiB2 中的共价电子主要集中在最强的B B键上 ,其晶体中的B B键可形成稳固的六边形结构。大量弥散分布的TiB2 粒子在铝熔体中形成了与石墨类似的连续网状结构 ,为TiAl3 在其上成核提供了平面衬底。TiB2与TiAl3 之间的润湿角较小 ,使成核所需的能量较低。加之TiAl3 与α Al之间具有良好的晶格对应关系 ,从而形成了大量的异质晶核 ,使铝合金得到细化。     

铜铝合金价电子结构的计算

采用余氏理论计算了铜铝合金在不同时效作用下析出相价电子结构,通过对键强的分析,从而发现相析出过程中合金强度逐渐得到强化.     

低钛铝合金晶粒细化的凝固计算

基于单个晶粒生长所形成的成分过冷为邻近的形核颗粒提供形核所需成分过冷的假设，提出晶粒细化的相关晶粒尺寸(RGS)判据。0．03％TiB2细化不同含钛量的铝合金的试验数据拟和出的形核过冷度与试验测量结果较一致。分析发现成分过冷区初期其形成的速率正比于抑制生长因子Q，成分过冷参数P可作为柱状晶向等轴晶转变的判据。对于使用强形核颗粒合金的晶粒尺寸可用直接使用抑制生长因子Q来衡量，而弱形核颗粒使用RGS可能更准确一些。     

TiB2等C32型化合物价电子结构分析

根据余瑞璜提出的“固体分子的经验电子理论”,在徐万东和余瑞璜处理过渡金属化合物晶体结构及熔点理论基础上,研究ＴｉＢ２等高性能材料电子结构,发现ＩＶＢ,ＶＢ族元素的硼化物熔点都比相应的单质有较大提高,原因是组成元素的杂阶升高,单链米距随元素的硼化物熔点都比相应的单质有较大提高,原因是组成元素的杂阶升高,单链半距随杂阶升高而逐渐下降,其杂阶组合与结合能及熔点的密切联系,表明用经验电子理论进行电子结构分     

超声制备Al-5Ti-1B中间合金中TiB2粒子尺寸分布及其晶粒细化性能

在连续高能超声作用下,制备出一种新型的Al-5Ti-1B中间合金,研究了该中间合金的微观组织、形核相TiB2粒子尺寸分布以及它对工业纯铝的晶粒细化效果.结果表明,与常规制备方法相比,在4 min连续高能超声振动作用下,可使Al熔体对混合氟盐的吸收率达到100%,大大缩短了制备反应时间.Al-5Ti-1B中间合金中,TiAl3相呈现10~20μm小团块状;TiB2粒子为规则多边状,并有清晰的外形轮廓,呈松散聚集团状分布;TiB2粒子的平均尺寸以及尺寸跨度大大降低,分别为646.9 nm、1.2μm.该中间合金的优良组织特性显著提高了其晶粒细化性能,用此中间合金可将工业纯铝的铸态晶粒尺寸细化至45μm.     

ZrC粒子对低碳钢晶粒细化及力学性能的影响

在低碳低合金钢熔炼过程中加入平均粒径为0.5 μm,体积分数为0.8%的ZrC粒子,研究了不同轧制变形量条件下的晶粒细化行为及力学性能.轧制变形过程中在ZrC粒子周围形成高位错密度和高晶格畸变区,成为形变核心和再结晶核心,促进了高温奥氏体非自发再结晶细化奥氏体晶粒;由于奥氏体晶粒尺寸细化,奥氏体晶界面积增大,随后进行的铁素体相变的铁素体形核位置增多,从而大大细化了铁素体晶粒尺寸;轧制变形量与ZrC粒子体积分数存在一定的最佳配合才能对晶粒细化有作用.本实验中轧制变形量为62%,ZrC粒子体积分数0.8%以及轧后水冷条件下,铁素体晶粒尺寸细化到9.8 μm,屈服强度和抗拉强度明显提高,分别达到386.4 MPa和522.1 MPa;同时冲击吸收功(AKV=118.5 J)不降低且延伸率(δ5=34.5%)有所提高,说明添加ZrC粒子可促进晶粒细化.     

添加ZrO_2纳米粒子对碳钢铸造和热轧后晶粒细化作用

向Q235钢中分别添加质量分数为0.1%,0.3%,0.5%,0.7%,0.9%,尺寸为40～50nm的ZrO2纳米粒子,在相同条件下冶炼和轧制,采用金相显微镜、扫描电镜等进行分析,对其晶粒细化机制进行研究。结果表明:ZrO2颗粒在钢凝固结晶和轧制变形过程中起到形核核心和再结晶核心的作用,晶粒细化效果显著;添加ZrO2粒子的质量分数为0.3%时,铸造和热轧后晶粒最细小,尺寸分别为11.55μm和4.50μm。     

TiB2复合阴极涂层的高温电阻率

采用自行研制的高温电阻测试仪,分别测定电极石墨和不同TA含量形稳粒子增强剂的TiB2复合涂层的电阻率.研究结果表明:在960℃时,不添加TA的TiB2复合涂层的电阻率为30.3 μΩ·m,比国家标准对铝电解用半石墨阴极碳块的电阻率的要求值低,可以用于实际生产;添加TA会使TiB2复合阴极涂层的高温电阻率增大,TA最大添加量不能超过6%.     

ZLD11铝合金晶粒细化分析

以ZLD11铝合金为研究对象,通过添加Sr来改变ZLD11铝合金的晶粒度,以达到细化晶粒的目的.介绍了ZLD11铝合金中元素的性质及作用,ZLD11铝合金的熔炼方法.以AlSr合金的形式加入熔体中,按照Sr的加入量占成品合金的0.04%,0.06%,0.08%以及0.10%来改变ZLD11铝合金的晶粒度,通过观察金相照片和测定晶粒度,来寻求合理的Sr的加入量,结果表明:采用X金属模铸造和用AlSr作为变质剂可以使ZLD11的晶粒细化,当Sr的加入量为0.08%时,细化晶粒效果最好.     

Al-Ti-B中间合金微观组织的形成与演变

为了优化中间合金细化剂的组织,进而提高细化性能,采用氟盐铝热反应法制取A l5T i1B中间合金。在化学反应热力学和动力学基础上,对中间合金典型的铸态微观组织进行了分析,并通过对比热挤压前后的微观组织,研究挤压工艺对组织的影响。结果表明,铸态条件下T iB2主要呈4种分布形态:附着在T iA l3上,分布在T iA l3之间,规则排列在晶界处,形成团聚。经热挤压之后T iA l3颗粒尺寸减小,表面趋于平滑,挤压过程中发生的再结晶现象使T iB2分布均匀弥散。要取得理想的中间合金组织,优化挤压工艺同控制化学反应和铸造凝固条件一样重要。     

稀土对铝钛硼中间合金组织及细化性能的影响

采用氟盐铝热反应法制取不同稀土含量的Al-Ti-B-RE中间合金,并对其微观组织和细化效果进行了分析,讨论了稀土元素对Al5Ti1B组织及性能的影响。X射线衍射及能谱分析证明,稀土元素和TiAl3结合生成了Ti2Al20RE,同时TiAl3尺寸减小、数量减少;TiB2尺寸、形态不受影响,但分布更加均匀弥散。细化效果试验表明稀土元素确实可以提高Al5Ti1B中间合金的细化效果。在5Ti1B系Al-Ti-B-RE中间合金中,稀土元素的最佳质量分数为3.53%,此时能取得最理想的微观组织和细化效果。     

稀土对铝钛硼中间合金组织及细化性能的影响

采用氟盐铝热反应法制取不同稀土含量的Al-Ti-B-RE中间合金,并对其微观组织和细化效果进行了分析,讨论了稀土元素对Al5Ti1B组织及性能的影响。X射线衍射及能谱分析证明:稀土元素和TiAl3结合生成了Ti2Al20RE,同时TiAl3尺寸减小、数量减少;TiB2尺寸、形态不受影响,但分布更加均匀弥散。细化效果试验表明稀土元素确实可以提高Al5Ti1B中间合金的细化效果。在5Ti1B系Al-Ti-B-RE中间合金中,稀土元素的最佳质量分数为3.53%,此时能取得最理想的微观组织和细化效果。     

Al-Ti-B中间合金中第二相沉淀现象研究

采用氟盐铝热反应法制取Al-Ti-B中间合金细化剂,对其反应过程进行了分析.通过对比挤压前后的微观组织,研究挤压变形对组织造成的影响.结果表明,挤压使得TiAl3颗粒尺寸减小、表面趋于平滑,挤压过程中发生的再结晶现象使TiB2分布均匀弥散.另外通过静置实验研究了α-Al基体中第二相的沉淀现象,深入分析了沉淀过程及原因,提出了减少第二相颗粒聚集、沉淀的方法,着重强调了优化挤压工艺和添加适量稀土元素的作用.     

Al-Ti-C-B中间合金对高铝锌基合金组织和性能的影响

研究了Al-6.53Ti-0.3C-0.46B中间合金（Ti:C＞4:1）对高铝锌基合金的组织和性能的影响,结果表明,加入适量的中间合金可显著细化合金的显微组织,初生富铝α相从粗大的树枝晶转变为细小均匀等轴晶,等轴晶尺寸30~50 μm。砂型铸造条件下,合金的伸长率从1.7%提高到10.0%,拉伸强度在410 MPa左右。金属型铸造条件下, 合金的伸长率从1.0%提高到16.0%,拉伸强度约407 MPa。尽管组织显著细化,但拉伸强度并没有显著增加。高铝锌基合金组织细化的机理主要通过加入Al-Ti-C-B中间合金增加了异质形核质点。     

铝合金轮毂的有限元分析

为了对铝合金轮毂进行力学性能的分析,基于CAD软件UG进行铝合金轮毂的三维建模,以幅板厚度和两幅板间夹角为变化量,建立了不同结构尺寸和形状的铝合金车轮模型。通过对有限元计算结果的分析,找到了幅板厚度和两幅板间夹角的最佳范围。结果表明:该方法可缩短设计周期,降低成本,对工程应用有一定的实用价值。     

Valence electron structure analysis of refining mechanism of Sc and Ti additions on aluminum

The mechanism of the difference of refining effect between Sc and Ti adding to aluminum can not be explained substantially with traditional theory. Valence electron structures of Al-Ti and Al-Sc alloys have been studied by using the empirical electron theory of solids and molecules (EET). The covalent bond electron numbers and interfacial electron density differences are calculated. The conclusion is that, in the two alloys, different covalent bond electron numbers of nucleation particles, and different electron densities on the interface between the second phase particles and the matrix, fundamentally lead to the difference of refining effect between Sc and Ti adding to aluminum. Supported by the Research Fund for the Doctoral Program of Higher Education of China (Grant No. 20050003042)     

高铝钢精炼渣的热力学计算与分析

为了在高铝钢中得到最低的溶解氧含量,必须找到CaO-Al2O3-MgO体系中Al2O3活度最低点的位置。因此,利用炉渣结构的共存理论,结合CaO-Al2O3-MgO相图,利用Matlab软件计算了CaO-Al2O3-MgO体系中Al2O3活度。通过对不同模型计算出的CaO-Al2O3渣系中Al2O3活度值比较,表明其变化趋势基本相同。由共存理论对CaO-Al2O3-MgO体系中Al2O3活度进行计算得到,在一定的MgO含量下,随着CaO含量增加,炉渣中Al2O3活度降低;在一定的CaO含量下,随着MgO含量增加,炉渣中Al2O3活度降低,且Al2O3活度最低值在CaO和MgO均达饱和的区域。     

Al-Zn-Mg-Cu系高强铝合金显微组织的定量分析

借助于光学显微镜、SEM、EDS和MTS拉伸试验机等测试手段,研究Al Zn Mg Cu系新型高强铝合金不同制备工艺下断口形貌、显微组织及力学性能,利用定量金相技术对该合金中残留第二相尺寸、数量及圆滑度等特征参数进行较系统的定量分析.实验结果表明:制备工艺不同,合金中残留第二相的特征参数有较大差异,对合金的断裂韧性影响显著;通过制定合理的工艺参数,可达到控制显微组织和改善性能的目的.