AlTiB中间合金细化剂的研究

研究了ＡｌＴｉＢ中间合金细化剂,检查了其显微组织及细化工业纯铝的性能,并与国内外ＡｌＴｉＢ中间合金细化剂进行了对比。结果表明,ＡｌＴｉＢ中间合金细化剂含有ＴｉＡｌ３,ＴｉＢ２第二相,它们形成尺寸细小,弥散分布的多相粒子团,其细化工业纯铝晶粒的能力明显优于国内外的ＡｌＴｉＢ中间合金。     

新型细化剂AlTiBRE中间合金的纯净化处理效果研究

采用铝熔体熔剂净化技术对Al5Ti1B0.5RE中间合金细化剂熔体进行净化处理试验,优化出合适的排杂熔剂及其处理工艺,并采用OM、SEM、EDAX等进行夹杂物及细化相粒子的存在形态和成分分析.结果表明,XHJ1熔剂的净化效果好,与未净化的相比,除杂率达82.4%.当XHJ1熔剂加入量2%,处理温度750℃时细化剂中含杂量少,夹杂物数量也少、尺寸细小且弥散分布.有效的净化对改善细化剂中细化相粒子的分布形态起重要作用,即经净化后细化相粒子TiAl3分布更为均匀且多呈细小块状、平均尺寸11.16μm,TiB2相粒子呈疏松状均匀分布、平均尺寸3.28μm,此外还揭示了其改善的原因.     

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-Si系合金的细化变质研究

阐述了近年来对Al-Si系合金基体晶粒细化元素、初晶Si及共晶Si变质元素、复合变质剂的研究,努力找到合适的细化变质方法,以得到优良的铸锭组织.     

变质剂对AHS合金显微组织和性能的影响

通过调整合金成分分别配置了添加Sb,Re,Al-5Ti-B,P等变质剂的试验用AHS合金.在相同工艺条件下,将所配合金挤压成直径为8 mm的圆棒试样.在相同条件下淬火时效后,运用金相显微镜及扫描电镜观察和分析了合金在不同变质剂变质处理后的显微组织和结构,运用电子拉伸设备测试了各试样合金的力学性能.研究结果表明锑对AHS合金有很强的变质作用;在AHS合金中添加微量Sb后,合金中板条状共晶硅相明显细化,呈短杆状,且元素Mg对Sb细化能起激化作用,使合金组织细密,从而使该合金具有较均匀细密的显微组织和优良的力学性能.     

Al5Ti1B中间合金细化剂研制及同类产品对比

利用氟盐铝热反应法制备了Al5Ti1B中间合金细化剂,制定出完整的工艺路线和参数,并对其反应过程和原理进行了分析.制取的中间合金化学成分(质量分数)为:Ti,4.64%;B,0.84%.通过与荷兰KBM、英国LSM、国内某厂生产的同类产品进行化学成分、微观组织和细化效果三项指标对比分析,结果表明:自行开发的中间合金细化剂质量优于国内同类产品;同等条件下细化效果(TiAl3＜50 μm,TiB2＜1 μm)与KBM公司的同类产品接近,达到进口同类产品水平.     

新型Al-Ti-CN中间合金的制备

Al-Ti-CN中间合金的生产,是由纯铝熔化后加入TiCN粉制成,通过一系列Al-Ti-CN中间合金的合金化熔炼试验,从TiCN粉加入量、铝熔炼温度、保温时间等工艺试验,找出Al-Ti-CN中间合金的最佳生产工艺.对Al-Ti-CN中间合金用于工业生产提供了有益参数.     

稀土在铝硅合金中细化和变质作用微观机制

采用单向凝固装置和光学、电子金相等研究分析手段，研究了稀土对铝硅合金中两相形态的作用规律，结果表明，无论对α－ＡＬ相还是对ｓｉ相，稀土都不表现出明显的形核作用。在铸态组织中，硅相主要富集于铝硅两相界面上，通过影响生长过程而影响二元组织的形态。稀土的加入使α－Ａｌ的二次枝晶细化，同时使硅相由板片状转变为细小的纤维状，并在后续热处理中转变为颗粒状。对合金的性能特别是韧性产生很好的影响。     

添加Al-Ti-B中间合金对ZnAl4合金显微组织及性能的影响

利用OM(光学显微镜)、SEM(扫描电镜)、拉伸测试等方法,研究了Al-Ti-B中间合金对ZnAl_4合金显微组织及力学性能的影响,研究表明:ZnAl_4合金中加入Al-Ti-B能够细化合金显微组织,抑制粗大的β-Zn枝晶析出,扩大共晶组织区域面积,同时析出α-Al相,随着Al-Ti-B合金添加量的增加,实验合金力学性能得到改善,本实验研究中,添加0.48%的Al-Ti-B对改善实验合金力学性能最为有效。     

复合变质剂对ZA27合金组织和性能的影响

研究了复合变质剂对ZA27合金组织、力学性能、耐磨性和阻尼性能的影响。结果表明，加入复合变质剂能细化晶粒，显微组织由粗大的树枝状变成细小化朵状，组成相分布均匀、弥散；抗拉强度提高10％，延伸率提高47％；摩擦系数降低23．9％，磨损率降低45．9％；变质处理还能提高ZA27合金的阻尼性能，经变质处理后的试样内耗提高50％，发现ZA27合金为发挥其阻尼作用，在频率高于60Hz时，效果明显，且经变质后的试样强迫振动衰减效果比未变质的试样强。     

Zr对Sr变质近共晶Al-Si铸造合金组织的影响

Sr作为变质剂加入到Al-Si合金中能导致共晶硅的形态从粗在的片状（或针状）转变为细小的纤维状,但同时也促进长柱状枝晶的形成。为了抑制长柱状枝晶的形成,本研究采用金相显微镜和扫描电镜分析Zr对Sr变质近共晶Al-Si铸造合金组织的影响。结果表明,随着Zr加入量的增加,枝晶α（Al）有等轴化趋势,长柱状枝晶的主干长度缩短,且对共晶硅的形态、尺寸没有明显影响,当Zr加入量为0.5～0.6%时,枝晶α完全等轴化。这是由于熔体中形成了ZrAl3颗粒,在合金凝固过程中,起到了异质生核作用。     

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.     

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。     

AlTiC和AlTiB中间合金细化效果比较

详细论述TiAl3形态对细化效果响应时间的影响以及AlTiC中间合金比AlTiB中间合金具有更好的细化效果和抗衰退性能。试验表明:AlTiC中间合金可以克服AlTiB中间合金的有关缺陷,含块状TiAl3粒子的AlTiC中间合金细化效果最佳。     

Al-Ti-B中间合金生产方法及发展趋势

阐述了各种铝及铝合金铸锭晶粒细化的方法,得出Al-Ti-B中间合金是目前工业生产条件下,在铝熔体中添加细化剂进行细化铸锭的晶粒中最经济有效的方法.在过去50多年里,国内外科研工作者对铝钛硼的晶粒细化进行了广泛而又深入的研究,开发出了氟盐反应法、纯钛颗粒法、氧化物法、电解法、铝热还原法和自蔓延高温合成法等多种铝钛硼中间合金的制备方法和半连续铸造挤压法、连续铸轧法和连续铸挤法等多种线材成型方式.通过分析铝钛硼各种制备方法和线材成型方式的优缺点,得出通过氟盐反应法和连续铸轧法生产的铝钛硼中间合金线材,具有制备工艺简单、生产成本低、产品质量稳定、细化效果显著等优点;另外发展新型制备工艺和新型Al-Ti-B中间合金细化剂,是其一个重要的发展方向.     

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.     

稀土在Al—Si合金中变质作用的试验与研究

本文采用测定Ａｌ－Ｓｉ合金金相组织，合金变质度，机械性能等方法，来研究不同工艺条件下，稀土变质潜伏期的主要影响因素。在金属型冷却条件下，Ａｌ－Ｓｉ共晶合金用稀土变质处理，具有１－２小时潜伏期。变质潜伏期长短与变质元素稀土在铝液中扩散速度有产 有利于稀土在铝液中的均匀扩散的因素，都有利于变质潜伏期的缩短及变质作用的充分发挥。     

Al—Ti—CN中间合金的研制

纯铝的晶粒细化一直是铝生产厂家和科研工作者不断研究的课题,Al—Ti和Al—Ti—B作为中间合金细化铝已经相对成熟,Al—Ti—C中间合金还在开发中.本文详细论述了在Al—Ti—C中间合金基础上新开发的Al—Ti—CN中间合金的试验全过程,试验证明Al—Ti—CN中间合金细化工业纯铝效果优于Al—Ti和Al—Ti—B中间合金,有望成为新型纯铝晶粒细化中间合金.