Al-Ti-C晶粒细化剂液-固反应合成机制研究

通过SEM和TEM等分析手段，研究了液-固反应制备的Al-Ti-C晶粒细化剂合金的组织特征与细化性能，并结合热力学分析，探讨了液-固反应合成机制。结果表明：Al-Ti-C晶粒细化剂合金组织中TiAl3呈枝晶状，TiC呈颗粒状，TiC为非化学计量比化合物，可表示为TiCx形式，x=0．5～0．8，其晶格常数为0．430～0．433nm，该晶粒细化剂对纯Al具有良好的组织细化作用；液-固反应中，在液-固界面处形成瞬时高温，从而达到Ti、C反应的热力学条件，Al-Ti-C合金的形成符合溶解-析出机制，并由三组基元反应构成。     

Al-Ti熔体中C粉末的超声悬浮与TiC反应

设计了一种电致伸缩式单轴超声悬浮反应系统，在Al-Ti熔体中形成超声驻波，使C粉末悬浮在合金熔体中进行TiC合成反应，以制备Al-3Ti-0．15C晶粒细化剂。通过组织观察和声压分析，研究了C粉末的悬浮情况、合金的组织形态及其形成机制。结果表明：只有在声辐射功率较小的时候，超声波在辐射块与反射板间的熔体中形成声压节点，在声压梯度作用下，使C和TiAl3能稳定地悬浮在声压节点处，而声功率较大时，驻波的二次谐波增加，声压节点消失，C粉末的稳定性破坏；C粉末的反应过程为：超声的空化效应使TiAl3溶解形成活性Ti，并通过Ti、C发生合成反应形成TiC相，同时，对TiC粒子具有热激活作用。     

动态凝固Al-Ti-C中间合金组织与细化活性

采用CASTEX连续铸挤技术，对液．固反应法获得的Al-Ti-C中间合金熔体直接进行动态凝固成形，制备细化剂合金线材，计算模拟了动态凝固成形区的温度场和应力场，试验研究了动态凝固组织的形成机制及中间合金细化铝晶粒的特性。结果表明：熔体连续铸挤成形经历动态凝固、半固态挤压和塑性成形3个阶段，为动态凝固与成形过程；该过程对熔体的强烈剪切与热扰动作用，可改善中间合金的组织形态，显著提高其细化活性。     

A2017合金半固态压缩变形力学特性

采用Gleeble 15 0 0热模拟机 ,对SCR (shearing/coolingroll)技术制备的A2 0 17半固态合金和常规铸造A2 0 17合金在不同变形温度和不同变形速率下进行半固态压缩实验 ,研究了A2 0 17合金半固态压缩变形的力学特性。实验结果表明 ,相同变形温度下 ,SCR技术制备的A2 0 17半固态合金半固态压缩变形抗力低于常规铸造A2 0 17合金半固态压缩变形抗力 ,这主要是SCR技术制备的A2 0 17半固态合金具有的均匀的近球形晶和共晶液相组成的组织优于常规铸造的枝晶组织 ,其压缩变形机制不同于常规铸造枝晶的压缩变形机制。实验结果还表明 ,SCR技术制备的A2 0 17半固态合金半固态压缩变形抗力 ,对压缩变形温度和变形速率具有敏感性 ,随着变形温度降低或者变形速率升高 ,变形抗力增加。     

Al-10Sr和Al-5Ti-0.2C对ZL101合金组织的影响

在ZL101合金熔体中分别或同时添加不同量的Al-10Sr和Al-5Ti-0．2C，保温不同时间，利用光学显微镜和电镜扫描，研究了Al-10Sr，Al-5Ti-0．2C对ZL101合金组织的影响规律。试验结果表明，向ZL101合金中添加质量分数为0．5％的Al-10Sr，可使共晶Si从粗大的针、片状转变为细小的短纤维状，同时促进了α-Al枝晶的形核生长，晶粒尺寸在100-250μm之间。若添加质量分数为0．2％的Al-5Ti-0．2C，可使初生α-Al晶粒成为40-70μm的等轴晶，对共晶Si也有一定的变质作用。当同时加入Al-10Sr和Al-5Ti-0．2C时，α-Al枝晶和共晶Si同时得到细化和变质，这主要归功于Al-10Sr和Al-5Ti-0．2C对ZL101合金细化变质的交互作用。     

SHS技术制备的Al-3Ti-0.15C晶粒细化剂

利用自蔓延高温合成(SHS)技术,制备了Al-3Ti-0.15C晶粒细化剂合金,并通过DTA、XRD、SEM和EDX等手段分析了合金的组织形态及其形成机制.结果表明SHS合成Al-3Ti-0.15C的过程为:830℃时Ti(s)与Al(l)发生强烈的放热反应,在Al熔体中首先形成块状TiAl3相; SHS反应瞬间释放的热量,使反应区迅速升温,快速通过Al(l) TiAl3(s) C(s)三相共存的亚稳态; 然后以Al熔体为触媒,1020℃时活性Ti与C反应形成TiC粒子; TiAl3相在过饱和Al-Ti熔体中析出,最终呈现针片状.     

均匀化对Al-Mg-Si-Cu合金组织和性能的影响

采用拉伸力学性能测试、金相观察、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和能谱分析(EDS)研究了均匀化温度和时间及Mn含量对新型AL-Mg-Si-Cu合金微观组织和力学性能的影响.结果表明,均匀化温度的升高和Mn含量的增加均加快β-A1FeSi相向α-AIFeSi相的转变,α-AIFeSi相的数量随均匀化时间的延长而增加,但这一过程取决于合金中的Mn含量,仅依靠均匀化处理而不加入微量Mn,不能获得适宜形态的α-AIFeSi相颗粒.均匀化处理后,在空冷过程中析出粗大棒状Mg2Si(β)相,急冷后没有观察到此相.合金的拉伸强度降低,但急冷降低的程度要小于空冷.     

数值模拟外转角半径及背压对纯钛ECAP变形的影响

使用DEFORM-3D软件模拟等通道转角挤压过程中外转角半径及背压对纯钛应力和应变分布的影响,探讨不同R值对材料流动的影响规律。结果显示:当R=6mm时,工件上下表面应力状况较为平衡,从而得到均匀的等效应变分布;当R<6mm时,在外转角形成的死区使材料之间相互搓动,导致工件底部区域出现剧烈畸变,工件不同区域之间的等效应变量差别较大;当R>6mm时,工件上表面与模具内转角之间的相互作用力增加,使工件顶部变形加剧并导致工件等效应变量不均匀;施加背压(pb)后,能有效提高等效应变量;适当的R值与pb匹配可使工件得到均匀的应变分布。     

半固态复合熔铸过程中SiC与2A11合金的润湿性

研究了SiC增强铝基复合材料的半固态法制备, 分析了SiC颗粒与基体金属之间的润湿性, 提出了解决SiC颗粒与基体金属之间润湿的措施. 结果表明 将SiC颗粒进行高温处理, 在其表面涂覆K2ZrF6, 在2A11合金熔体中添Mg元素, 可改变SiC与铝基体的浸润性.     

单辊剪切/冷却工艺对LY11半固态合金组织的影响[

利用自行设计的单辊剪切/冷却(SCR)试验机对LY11合金进行了半固态凝固实验,研究了工艺条件对LY11半固态合金组织的影响.结果表明,辊-靴间隙宽度的适当范围为2～3 mm;浇注温度影响半固态合金坯料内部晶粒的大小与形状,浇注温度在730～750