AM60B镁合金的Al5Ti1B细化工艺研究

研究了不同处理参数下,A15Ti1B对AM60B镁合金的细化工艺.结果表明:当加入0.3wt％细化合金,在780℃保温30min后浇注时,AM60B合金平均晶粒尺寸由348 μm变为73 μm.由于TiB2与α-Mg晶粒错配度相差较小,异质核心促进镁合金形核,从而细化合金,随着细化温度和时间的变化,晶粒的细化效果又有所不同.     

铸态AM60-Ti镁合金的显微组织与力学性能

用光学显微镜、X射线衍射和扫描电镜等手段研究了AM60-xTi合金(x=0,0.2,0.4,0.8)的铸态显微组织,并测定了各试验合金的室温力学性能.试验结果表明,加入少量的Ti可显著细化AM60合金的铸态组织.Ti含量为0.2%时,晶粒细化效果最显著,第二相颗粒细小,分布均匀;AM60合金中的半网状沿晶界分布的β-Mg17Al12相变为颗粒状,并形成弥散分布的颗粒状TiAl3相,合金的抗拉强度和伸长率均达到最高.Ti含量大于0.2%时,Mg17Al12和TiAl3相的尺寸又增大,抗拉强度及伸长率随Ti含量的增加而降低,但均高于AM60合金.Ti加入AM60合金中后,细化合金的晶粒、β相,Ti和Al形成的金属间化合物TiAl3分布于基体和第二相中,起到弥散强化作用,从而提高该合金的力学性能.     

Sr对AM60B铸造镁合金晶粒细化的影响

研究了Sr对AM60B合金晶粒细化的影响.结果表明,微量Sr能提高AM60B合金的初生相析出温度,降低再辉温差;凝固过程中Sr位于晶粒生长前沿,抑制了晶粒的长大,从而有效地细化了晶粒,在本试验条件下,从约425μm降至约147μm.     

SiC对AM60B合金的晶粒细化效果与机理分析

研究了Sic对AM60B镁合金组织细化的影响.在不同温度下添加不同含量的Sic的研究发现,在790℃时添加0.2%Sic时AM60B合金细化效果最佳,平均晶粒度约为60-70μm.同时对细化机理进行了分析,认为Sic加入合金后释放出C原子,C与Al元素反应生成了Al4C3,为合金提供了大量异质形核,从而使合金显著细化,即相当于是一种良好的晶粒细化剂.     

高强韧Al-Si(A357)合金的晶粒细化研究

对高强韧Al-Si(A357)合金晶粒细化技术进行了研究.结果表明:采用Ti,B复合细化时,细化效果比单一Ti,B,Zr细化效果更好,随B量增加,同时细化效果明显改善.采用Ti,B,Zr复合细化时,当Ti/B=1,0.2时,Zr促进晶粒细化:当Ti/B=5时,Zr却阻碍晶粒细化.Al-5Ti-1B细化剂对Al-Si合金具有良好的细化效果.对于Al-Si合金而言,最佳的工艺为720℃加入4%的细化剂,保温5～10 min.     

B对电解低钛铝制备的6009铝合金微观组织的影响

研究了Al-B中间合金对工业纯铝和电解低钛铝制备的6009铝合金微观组织的影响.结果表明,Al-B中间合金对纯铝制备的6009合金的晶粒细化作用很弱,而对电解低钛铝制备的6009合金有明显的细化作用.对电解低钛铝制备的6009合金而言,当Ti含量为0.05%时,晶粒细化效果在w(B)/w(Ti)＝1∶5时最好;而在w(B)/w(Ti)＝1∶2.22时晶粒明显粗化,之后合金的晶粒尺寸又随着B含量的增加而有所下降.     

MgCO_3和CO_2气体对AM60B合金细化效果的影响

为改善Mg-Al合金变质方法的不足,首先对常用的MgCO_3变质进行了热力学分析,并提出将CO_2气体直接通入AM60B合金熔体中,应能达到与MgCO_3变质相当甚至更优的晶粒细化效果。通过对比试验发现,MgCO_3可使AM60B合金的晶粒尺寸从未变质的213μm减小到113μm,硬度提高11.48%;用等量的CO_2气体处理,则使AM60B合金晶粒尺寸减小到了91μm,硬度提高了8.32%。通过SEM、EDS以及XRD分析表明,MgCO_3变质和CO_2气体变质具有相同的变质效果,这主要是熔体中的Al和C结合生成了Al4C3异质形核核心,进而细化AM60B合金的晶粒尺寸。     

熔体保温时间对ZL101A合金晶粒细化的影响

通过采用Al-5Ti-1B中间合金结合传统盐类变质工艺,研究了熔体保温时间对ZL101A合金晶粒细化的影响。结果表明,因Ti Al3等的异质形核作用,冷却曲线上熔体处理后初晶形核过冷度明显降低。Al-5Ti-1B中间合金的晶粒细化作用主要源于Ti Al3粒子,由于板块状双金属化合物Ti Al3/Ti B2在α-Al基体(a)及共晶硅(b)中的聚集,细化剂逐渐出现衰退。熔体保温时间超过60 min后共晶硅粗化,因此,建议ZL101A合金熔体保温时间不应超过1 h。     

三种中间合金对纯铝晶粒细化作用的对比研究

采用光学显微镜和X射线衍射仪检测分析了Al-5Ti-1B、Al-10Ti和Al-4B三种中间合金的显微组织,并使用这三种合金对纯铝进行了细化实验.结果表明,Al-5Ti-1B中间合金由TiAl3、TiB2和α-Al基体三相组成,Al-10Ti中间合金由TiAl3和α-Al基体两相组成,TiAl3相尺寸不均匀,Al-4B中间合金由AlB2和α-Al基体两相组成.Al-5Ti-1B和Al-10Ti中间合金对于纯铝具有良好的细化作用,Al-4B中间合金对于纯铝几乎无细化效果.TiAl3相时于铝晶粒具有显著的细化作用,在Ti的基础上引入B元素可进一步增强细化作用.     

Ti与含Ti或B中间合金对铝晶粒细化效果及抗高温衰退能力的影响

对比研究了电解加钛和含钛或硼中间合金对铝的晶粒细化效果及抗高温衰退能力的影响.结果表明,电解加钛和Al-5Ti中间合金在熔体温度较低时具有较好的晶粒细化效果,但随着熔体温度的升高,细化效果均迅速衰退;电解加钛再熔配加Al-4B中间合金可在熔体温度为720℃时获得最佳的细化效果,随着熔体温度的升高细化效果有所衰退,但衰退速度较慢;在加入Al-5Ti的同时加入Al-4B中间合金可明显提高Al-5Ti的晶粒细化效果和抗高温衰退能力,但效果不如电解加钛加Al-4B中间合金;Al-5Ti-1B中间合金具有最强的抗高温衰退能力,随着熔体温度的升高,晶粒不但不粗化反而有所下降,当熔体温度高于900℃时,才出现衰退现象.对试验结果及晶粒细化机制进行了分析.