原位反应法制备Al-Ti-B-RE晶粒细化剂及其细化效果

以K2TiF6、KBF4、Al-10RE为添加物,采用原位反应法制备了Al-Ti-B-RE中间合金,通过正交法优化出各合金元素的合理配比,即5%Ti、1%B、0.5%RE,Ti元素的吸收率达92.4%。RE元素进入TiAl3相,阻碍其生长,TiAl3相以小块状为主,分布较均匀,增强细化效果。利用该细化剂对A356铝合金进行细化处理,其晶粒尺寸仅为经Al-5Ti-B处理过的晶粒的42.2%,枝晶间距明显缩小。     

Al-5Nb-RE-B新型细化剂组织和细化效果研究（英文）

采用熔体反应方法制备了一种新型Al-5Nb-RE-B新型细化剂,研究了Al-5Nb-RE-B细化剂对A356铝合金的细化效果的影响。结果表明,Al-5Nb-RE-B细化剂主要包含α-Al基体相、Al3RE、Nb2A120RE和NbB2 4种相;当Al-5Nb-RE-B新型细化剂添加量为1.0%(质量分数)时,A356铝合金的晶粒尺寸从800μm降到200μm;Al-5Nb-RE-B新型细化剂的添加可以增大冷却速度范围,即新型细化剂具有较低的冷速敏感性。     

Al-Ti-B-RE高效晶粒细化剂的成分优化设计

以K2TiF6、KBF4、Al-10RE为添加物,采用原位反应法制备了Al-Ti-B-RE中间合金,通过正交法优化出各合金元素的合理配比,即w（Ti）=5%、w（B）=1%、w（RE）=0.5%.此合金中的TiAl3相尺寸较小,以小块状为主,分布较均匀.利用该细化剂对A356铝合金进行细化处理,其晶粒尺寸仅为原始晶粒的25.7%,枝晶间距明显缩小,细化效果优于Al-5Ti-B中间合金.     

Al-5Ti-1B晶粒细化剂添加量和细化时间对铝合金细化效果的影响

通过Al-5Ti-1B晶粒细化剂的添加量和细化时间试验,分析了其不同添加量及不同细化时间对A356铝合金金相组织的影响。最后得出了较合适A356铝合金金相组织的Al-5Ti-1B晶粒细化剂添加量和细化时间。     

Al-5Ti-B和稀土Y复合添加对A356合金半固态凝固组织的影响

采用稀土Y及Al-5Ti-B中间合金对A356铝合金进行细化处理,并用低温浇注技术制备半固态坯料.研究了单独添加Al-5Ti-B和稀土Y以及两者复合添加时对A356铝合金半固态凝固组织的影响.研究结果表明,Al-5Ti-B和稀土Y对A356铝合金半固态初生相的形貌及尺寸均有不同程度的改善.将两者复合添加时,可显著提高合金中初生相的形貌及尺寸,得到细小、圆整且分布均匀的半固态组织,其添加量的最佳组合为0.02％的Ti与0.5％的Y.探讨了两者复合添加对合金凝固组织的细化机理.     

Al-5Ti-1B细化剂对7A04铝合金半固态凝固组织的影响

本文研究了Al-5Ti-1B细化剂的不同添加量对7A04铝合金半固态浆料组织及二次凝固组织的影响。结果表明：添加0.1%的Al-5Ti-1B细化剂可以明显细化和圆整化7A04铝合金半固态浆料的初生α-Al颗粒,在630℃下,其平均颗粒直径和圆整度分别为71μm和0.49;随着Al-5Ti-1B细化剂含量高于0.1%,细化效果增加不明显;随温度升高,颗粒尺寸减小但圆整度也变差;添加Al-5Ti-1B细化剂可以使7A04铝合金半固态凝固组织中的α₂颗粒细化并圆整,但对α₃颗粒的直径与圆整度无明显影响。     

新型Al-5Nb-RE-B合金组织和细化效果研究

采用熔体反应制备了组织均匀的Al-5Nb-RE-B中间合金,研究了该中间合金对A356铝合金的细化效果。结果表面,添加1 wt.%的Al-5Nb-RE-B中间合金后,A356铝合金的晶粒度从原来的800um细化为200um。不同冷速下的研究结果表明,Al-5Nb-RE-B中间合金具有较低的冷速敏感性。     

Al-7Si-Mg合金晶粒的复合细化处理的研究

采用自制的Al-TiC细化剂以及Al-5Ti-B中间合金对Al-7Si-Mg合金进行复合细化处理,研究了复合细化处理工艺对Al-7Si-Mg合金晶粒尺寸和力学性能的影响.结果表明,在复合细化处理后,Al-7Si-Mg合金晶粒尺寸为采用2％的Al-5Ti-B细化处理的66.5％.力学性能测试表明,与采用2％的Al-5Ti-B细化处理相比,复合细化处理使Al-7Si-Mg合金的抗拉强度在T6处理前后分别提高了13.88％和4.96％,伸长率在T6处理前后分别提高了52.3％和89.3％.     

中间合金及其状态对A356合金半固态浆料组织的影响

通过实验分析了采用A356合金粉末、纯铝粉末、Al-5Ti-B合金粉末和Al-5Ti—B变形合金进行细化处理对A356合金半固态浆料组织的影响。结果表明，在“熔体处理＋双向电磁搅拌”复合制备技术中，加入约0．15％、平均粒度为100μm的Al-5Ti-B合金粉末进行晶粒细化，可在1min左右制备出形状因子大于0．8、晶粒半径为80μm（空冷）A356合金半固态浆料；加入10％-15％的微米级纯铝粉末可取得与Al-5Ti-B变形合金相当的细化效果；而采用平均粒度为100μm的A356合金粉末进行固液混合铸造，不适合于A356合金半固态浆料的快速制备。     

细化变质处理对铸造A356铝合金组织性能及共晶硅生长机制的影响

研究了采用新型Al-5Ti-1B-1RE中间合金和Al-10Sr中间合金对A356铝合金进行单一或复合细化变质处理后的组织、力学性能和共晶硅生长机制的影响。结果表明：单一细化变质处理中Al-5Ti-1B-1RE中间合金对A356铝合金中α-Al相有明显的细化作用,合金的强度和维氏硬度显著提高；Al-10Sr 中间合金对共晶硅有强的变质作用,合金的伸长率明显提高；而经复合细化变质处理后α-Al相形状和尺寸变得更均匀细小,晶界更清晰,共晶硅相几乎都转变成更弥散、更细小的纤维状,片层状共晶硅也几乎完全消失,共晶硅长度由铸态40-60 μm降低到1-2 μm之间,达到完全变质效果,其力学性能显著高于铸态、单一细化变质剂处理的A356铝合金。未细化变质的A356铝合金中的共晶Si的生长方式为典型的小平面台阶生长,复合细化变质处理的共晶硅以孪晶凹槽机制生长为主,小平面生长特征逐渐减弱直至消失。     

细化变质处理对铸造Al-7.5Si-4Cu合金力学性能和组织的影响(英文)

研究了单一和复合Al-5Ti-B、RE和Al-10Sr细化变质剂对砂型铸造Al-7.5Si-4Cu合金力学性能、显微组织、细化变质效果及其金属间化合物变化的影响。结果表明:与单一细化变质处理以及铸态相比,经过添加质量分数为0.8%的Al-5Ti-B、0.1%的RE和0.1%的Al-10Sr细化变质剂复合细化变质处理后铸造Al-7.5Si-4Cu合金的力学性能和显微组织都得到了显著改善。对于单一细化变质处理,加入0.8%的Al-5Ti-B中间合金后,合金的抗拉强度和布氏硬度得到大幅度提高,并且细化了α(Al)相。加入0.1%的RE中间合金后,合金的伸长率得到了最大程度的提高。这是因为RE的加入使铝合金熔液而得到净化,同时改变了金属间化合物的形状。而加入0.1%的Al-10Sr变质剂后,合金的屈服强度得到改善,但其他性能的改善有限。Al-10Sr变质剂对共晶硅具有较强的变质作用,但使得铝合金熔体含气量增加并形成严重的柱状晶组织。利用硅相的平均面积和长宽比描述细化变质效果得到的结论与力学性能和组织分析的结果相同。     

中间合金对A356.2合金细化的效果

采用铝业协会制订的TP-1型标准测试法,对Al-10RE、Al-5Ti-1B、Al-5Ti-1B-10RE等中间合金对A356.2合金的细化效果进行评价,以优化铝合金轮毂制造过程中合金熔体细化处理工艺。结果表明, Al-5Ti-1B-10RE中间合金中的RE不仅可以有效抑制晶粒尺寸的衰退,而且在一定程度上改善Ti、B、Sr对A356.2合金显微组织的细化和变质效果;TP-1型晶粒度检测法是一种简单、直观、准确的中间合金细化效果在线评价方法。     

不同加钛方法对6063合金细化的研究

加钛方式不同，钛含量不同，对铝及其合金的晶粒细化效果不同。对比研究了用电解低钛铝合金、加Al—5Ti中间合金、Al—5Ti—1B中间合金及电解低钛铝合金加Al—B中间合金4种加钛方式及不同钛含量对6063合金的晶粒细化效果。研究结果表明：不同的加钛方式对6063合金均有明显的细化效果，随着钛含量增加，晶粒逐渐变细；钛含量相同时，电解加钛的细化效果优于Al—5Ti中间合金的细化效果；当合金中含有硼时，钛含量相同时，电解加钛加Al—B中间合金的细化效果优于加Al—5Ti—1B的细化效果。     

Grain Refiner Effect on the Microstructure and Mechanical Properties of the A356 Automotive Wheels

A356 aluminum alloy automotive wheels, 17 inch in diameter, were produced by low-pressure die casting. Contents of Al-5Ti-B (ATB) master alloy were added from 0 to 0.79 wt.%. Microstructural and mechanical properties were evaluated under industrial casting process conditions. The obtained results from mechanical testing provide evidence that additions of 0.13 and 0.27 wt.% of ATB have an improvement on the mechanical performance of the automotive wheels. This can be compared with the use of a grain refiner’s higher concentrations, leading to a significant reduction in the cost-benefit ratio for the manufacturing of A356 automotive wheels.     

3102合金翅片铝箔铸轧过程的晶粒变化与控制

研究了Al-5Ti-1B晶粒细化剂添加方式和添加量对3102合金铝箔铸轧坯料晶粒大小的影响。结果表明：当Ti含量（质量分数，下同）为0．03％～0．06％，其中以丝状形式加入量在0，01％以上，其余以块状形式加入时，可得到晶粒尺寸在0．1mm以下、晶粒大小分布均匀的3102铸轧坯料。另外还分析和论述了控制3102铸轧坯料晶粒粗大应采取的操作技术措施和最佳工艺参数。     

细晶铝锭熔炼的6063铝合金组织与性能研究

细晶铝锭是采用纯铝的电解设备,通过向铝电解槽中添加TiO2,直接电解生产的晶粒细化的铝锭.采用细晶铝锭熔炼6063铝合金,并对其组织性能进行研究,结果表明:细晶铝锭熔炼6063铝合金,由于其电解加钛方式,生产成本低廉;细晶铝锭熔炼的6063铝合金型材,晶粒细小均匀,表面性能及力学性能完全满足GB/T 5237的要求;细晶铝锭、RE(富铈混合稀土)元素联合细化,细晶铝锭、RE、B元素联合细化熔炼的6063铝合金,抗拉强度与添加Al-5Ti-1B熔炼的6063铝合金相当,而伸长率提高20%,并可获得更优异的表面性能.     

Grain refining action of Ti existing in electrolytic low-titanium aluminum with Al-4B addition for superheated Al melt

The effects of superheating temperature on the grain refining efficiency of Ti existing in electrolytic low-titanium aluminum (ELTA) without and with the Al-4B addition and the Al-5Ti-1B master alloy in pure Al were comparatively investigated. The results show that the Ti existing in ELTA without Al-4B addition exhibits a certain grain refining efficiency when the melt superheating temperature is lower, but the efficiency decreases rapidly when the superheating temperature is higher. The grain refining efficiency of the Al-5Ti-1B master alloy is better than that of the Ti existing in ELTA without Al-4B addition at any superheating temperature, but it also decreases obviously with the increase of the superheating temperature. One important reason is that the TiB2 particles coming from the Al-5Ti-1B master alloy can settle down at the bottom of the Al melt easily when the superheating temperature is increased, thus decrease the number of the potent heterogeneous nuclei retained in the Al melt. If the Al-4B master alloy is added to the ELTA melt, the grain refining efficiency of the Ti existing in ELTA can be improved significantly, and does not decrease with the increase of the superheating temperature. This perhaps provides us a possible method to suppress the effect of the superheated melt on the microstructures of aluminum..