AM60B镁合金的MgCO3晶粒细化技术（英文）

研究以MgCO3作为AM60B镁合金晶粒细化剂的细化工艺参数对微观组织的影响,从而开发一种细化工艺,同时,讨论其相应的细化机理。结果表明,升高MgCO3的添加温度或升高浇铸温度有利于获得细晶组织;在790°C时添加,最佳的加入量为1.2%,延长在此温度的保温时间使晶粒尺寸增大;在790°C时加入1.2%MgCO3,随后保温10min浇铸,可使晶粒尺寸从未细化的348μm减小到69μm;MgCO3与熔体中的合金元素反应所形成的Al4C3颗粒是异质形核的基底;除异质形核机理外,聚集在生长前沿的Al4C3颗粒对晶体生长的阻碍是晶粒细化的另一原因。     

MgCO3对AZ91D镁合金晶粒细化效果的研究

研究了MgCO3对AZ91D镁合金的组织的影响.利用光学显微镜和扫描电子显微镜及其电子探针观察发现,MgCO3加入使得AZ91D镁合金的二次枝晶臂间距与晶粒尺寸显著减小,主要机理是MgCO3加入后反应生成了Al4C3、Al4C3颗粒可以作为Mg的结晶核心.通过在不同温度添加不同含量的MgCO3,在790℃时添加1.0%的MgCO3使AZ91D镁合金达到最佳细化效果.对于AZ91D合金而言,MgCO3是一种良好的晶粒细化剂.     

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.     

Al-5C中间合金对AZ31镁合金的细化机理

采用粉末原位合成工艺制备Al-5C中间合金,研究Al-5C中间合金对AZ31镁合金晶粒细化的影响及细化机理。结果表明：Al-5C中间合金由α（Al）和 Al 4 C 3两相组成,Al 4 C 3颗粒的尺寸分布由烧结时间控制。Al-5C中间合金能显著地细化AZ31镁合金晶粒尺寸,当Al-5C中间合金添加量低于2%时,随着Al-5C中间合金添加量的增加,AZ31镁合金晶粒尺寸减小。晶粒细化机理是由于 Al4C3与 Mn 反应生成的Al-C-Mn 颗粒能作为初生α-Mg晶粒的异质形核基底,从而细化晶粒。     

Al-Al_4C_3-TiC中间合金对Mg-Al系合金的晶粒细化

通过熔体原位反应法制备了一种Al-Al4C3-TiC中间合金。在该中间合金中,Al4C3颗粒被TiC颗粒包围,Al4C3颗粒和TiC颗粒尺寸分别在2.5~8.0μm和0.5~1.5μm之间。试验表明,该中间合金对AZ31有良好的细化作用。当加入1%的中间合金时,AZ31的晶粒尺寸由原来的1050μm减小到260μm。Al4C3颗粒或者Al4C3颗粒团簇充当了α-Mg的异质形核核心,这导致了明显的晶粒细化。     

MgCO3对镁合金细化机理的研究

通过金相显微镜、电子探针、扫描电镜和能谱仪等设备分析了MgCO3对AM60B合金的细化效果与机理.结果表明:MgCO3能够明显起到晶粒细化的作用,改善了实验合金的显微组织.一方面这是由于MgCO3加入合金后释放出了CO2,其中的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;另一方面是由于被排斥到液固界面前沿的C与Al化合物结晶时产生了富集,从而阻止了镁与铝的扩散.     

MgC03对AZ63镁合金晶粒细化工艺的研究

研究了MgCO3对AZ63镁合金晶粒细化工艺,结果表明:MgCO3对AZ63镁合金细化明显,随其加入量的增加,晶粒显著细化.当MgCO3加入量为1.2％时,晶粒最小为55μm;此外,晶粒随保温时间的延长粗化明显,但对浇注温度不敏感.     

AZ91D镁合金碳质法细化工艺及机理研究

研究了不同工艺条件下添加MgCO3对AZ91D镁合金微观组织的影响。结果表明,MgCO3是一种良好的晶粒细化剂。未经细化的AZ91D镁合金的晶粒度为180.4μm,当MgCO3加入量为1wt%、在740℃加入时,细化效果最佳,晶粒度为79.7μm。当镁合金中不含Mn时,添加含碳变质剂后无细化效果,Mn在碳质法中是不可或缺的,该元素是异质形核核心的组成元素。     

Ce和Mg-Al4C3中间合金细化AZ31B镁合金的组织

采用SEM、EDS和XRD等测试手段,研究稀土元素Ce和Mg-50Al4C3中间合金对AZ31B镁合金显微组织的细化效果.结果表明,加入0.5%的Al4C3可显著细化AZ31B镁合金的枝晶组织和晶粒尺寸;添加0.5%的Al4C3和0.3%的Ce使合金的枝晶组织和晶粒尺寸进一步细化,α-Mg的平均晶粒尺寸由基体合金的280 μm降至约50 μm,同时,β相由连续网状转变为不连续的网状和细小的粒状,且产生新相Al4Ce.通过能谱分析及面错配度计算证实,Al4C3可作为初生α-Mg晶粒的良好异质核心.加入稀土元素Ce引起合金成分过冷的增加,从而能够激活固/液界面前沿潜在的Al4C3形核,提高Al4C3的形核率.     

Al—Ti—C铝合金晶粒细化剂的研究进展

对新型铝合金晶粒细化剂Al-Ti-C的研究进展,制备方法,细化机理进行了述评。Al-Ti-C晶粒细化剂中的异持形核核心TiC有助于Al3Ti形核,而α－Al又包在Al3Ti外面,形核几率大相同添加量的Al-Ti-B,细化效果更好,异质形核核心TiC有助于Al3Ti形核,而α－Al3Ti外面,形核几率大于相同添加量的Al-Ti-B,细化效果更好。     

含有颗粒团的Al-Ti-C中间合金对镁的细化作用（英文）

制备一种含有Al4C3和Ti C颗粒团的Al-Ti-C中间合金,该合金对纯镁有很好的细化作用。当中间合金加入量为2%时,镁晶粒细化为(110±17)μm的等轴晶。通过分析可知,Al4C3和Ti C组成的颗粒团在细化过程中发挥了重要作用。与单个、光滑的形核颗粒相比,颗粒团上的凹面区域增加了熔体中的液态镁原子向稳定晶核转变的可能性,依附在颗粒团凹面区域尺寸较小的晶胚也可以满足临界形核半径的要求,这使得Al4C3和TiC颗粒团成为镁晶粒更理想的形核基底。     

MgCO_3对AZ81镁合金晶粒的细化行为及影响机制

添加不同量的MgCO_3对AZ81镁合金进行晶粒细化实验,结果表明:MgCO_3对AZ81镁合金细化效果明显,当加入量w(MgCO_3)=1. 2%时,合金晶粒最小;随后继续增加MgCO_3加入量,晶粒又开始变粗大。经X射线衍射发现MgCO_3加入后,合金中出现新的Al4C3相;经计算,Al4C3与α-Mg晶格常数相近,晶粒错配度小,Al4C3成为α-Mg基底的异质形核质点从而细化晶粒。     

Ce对高纯Mg-3Al合金晶粒尺寸的影响

研究了添加0.1%～1.0%Ce(质量分数)对高纯Mg-3Al合金晶粒尺寸的影响.结果表明,随Ce添加量的增加合金晶粒逐步粗化,当Ce添加量达到1%时,晶粒尺寸可达到870μm.Ce加入后,大量的Ce与Al反应生成针状的Al11Ce3相,主要分布于枝晶间隙,无法作为形核核心,对Mg-3Al晶粒无细化作用.Ce与C的反应...     

Fabrication of a New Mg-50%Al4C3-6%Ce Master Alloy and Its Refinement Mechanism on AZ91D Alloy

采用粉末原位合成工艺成功制备新型Mg-50%Al4C3-6%Ce中间合金,并利用X射线衍射(XRD)仪、扫描电镜(SEM)及能谱(EDS)分析对其进行物相鉴别和形貌分析。结果显示,中间合金主要由层片状Al4C3和细杆状Al4Ce以及Mg基体组成。在AZ91D镁合金熔体中加入Mg-50%Al4C3-6%Ce中间合金可明显细化枝晶组织,枝晶形貌由六重对称的树枝状演变为花瓣状,当加入量为1.2%(质量分数)时,平均晶粒尺寸由基体合金的360μm降至65μm。晶粒细化机制可归结为Al4C3颗粒作为初生α-Mg的异质晶核,Ce富集于固液界面,引起成分过冷,从而激活固液界面前沿潜在的Al4C3核心,提高Al4C3的形核率。     

Nd和Gd对Mg-3Al合金的细晶行为及影响机理

以Mg-3Al合金为研究对象，基于边-边匹配(E2EM)模型和相图计算，分析Al-X金属间化合物与α-Mg的晶面和原子错配度及其熔点，筛选Mg-Al-X合金中潜在的异质形核物相，探究筛选的Al₂Nd和Al₂Gd对Mg-3Al合金晶粒尺寸的影响，分析Nd和Gd对Mg-3Al合金物相组成和显微组织的影响，揭示Nd和Gd对Mg-3Al合金的细晶机理。结果表明：添加适量Nd和Gd元素可以有效减小Mg-3Al合金晶粒尺寸，提升合金屈服强度。当分别添加3%Nd、3%Gd(质量分数)后，Mg-3Al合金晶粒尺寸由(145±9)μm分别减小至(81±5)μm、(76±4)μm，分别降低了44%、48%，合金屈服强度由65 MPa提升至76～79 MPa，伸长率可达12.7%～16.5%。其细晶机理为Al₂RE(Nd,Gd)颗粒作为α-Mg晶粒的异质形核质点细化晶粒。     

石墨不同加入方式对AZ91D组织和力学性能的影响

研究石墨不同加入方式对AZ91D细化效果的影响。实验表明,石墨、铝粉、RJ-2熔剂三种混合后加入的细化效果最好,晶粒尺寸由未变质前的446μm降至130μm;抗拉强度提高37%,布氏硬度提高17.5%。这主要是由于RJ-2熔剂在变质时作为反应载体,增加C、Al原子的接触几率和反应速率,使得石墨中C原子的利用率增加,生成的Al4C3质点增多;作为精炼剂,促进了Al4C3质点在熔体的均匀扩散并起到一定的精炼作用。证明了碳变质法的机理是Al4C3质点的异质形核作用。     

Al-5.1Ti-0.29C细化剂对AZ91D合金组织与性能的影响

通过向熔体中直接添加Al-5.1Ti-0.29C细化剂,研究了不同含量和不同加入温度对AZ91合金晶粒细化效果、机理及力学性能的影响。结果表明,Al-5.1Ti-0.29C细化剂对AZ91D合金有明显的细化作用,加入温度对组织和性能也有一定影响,其中710℃时加入2.5%的细化剂效果最佳,合金的力学性能最好。Al-5.1Ti-0.29C细化剂中Al4C3的细化作用是碳质孕育作用,Ti C的作用机制是在熔体中形成异质形核核心。     

Sr对碳质孕育Mg-3%Al合金熔体中Fe致晶核毒化与衰退的抑制作用

利用碳和Sr对Mg-3%Al(质量分数)合金进行复合孕育处理,引入杂质Fe并调整孕育保温时间,研究杂质Fe对孕育细化效果和晶核结构特性的影响。结果表明:碳和Sr复合孕育可有效细化Mg-3%Al合金,杂质Fe添加及添加顺序对孕育效果影响较小,长时间保温后晶粒尺寸略有增大。延长保温时间至80 min,晶粒尺寸最大从560μm一直稳定在100~130μm之间,其细化率保持稳定,变化幅度不大。Sr存在可有效抑制Fe对碳质孕育细化效果的粗化和加速孕育衰退的不利影响。晶核结构观测表明孕育合金中主要存在Al4C3颗粒和Al-Fe相表面包覆Al4C3相的双相颗粒,两者均可以作为α-Mg晶粒的有效形核核心。Sr易于朝颗粒表面偏聚和富集,从而降低颗粒表面能和相间的界面能,促进双相结构颗粒的生成,并可抑制晶核组分和结构变化,提高晶核结构稳定性,从而有效抑制晶核毒化和孕育衰退。     

SiC颗粒参与下快冷镁合金异质形核与高温晶粒长大

采用铜模喷铸与高温退火相结合,研究快冷AZ91+Si C合金组织细化与高温晶粒长大,揭示Si C颗粒对亚快速凝固镁合金异质形核及热稳定性的影响。结果表明:Si C可促进亚快速凝固过程中异质形核,阻碍凝固界面迁移,显著细化喷铸合金组织。400℃等温退火后,组织从枝晶向等轴晶转变并发生明显晶粒长大,快冷AZ91合金保温8 h后平均晶粒尺寸达78μm。添加2%Si C后,晶粒长大得到有效控制,8 h退火处理后平均晶粒尺寸仅为22μm。Si C的存在提高了基体中晶格畸变,退火组织中析出层片状与粒状共存的沉淀相。晶粒细化及Si C的添加提高了快冷镁合金显微硬度。随退火时间延长,合金硬度下降。沉淀相的析出导致AZ91+2%Si C合金硬度增加,最高可达111HV,比AZ91合金的硬度提高63.2%。     

汽车发动机阀盖用Mg-Gd合金的合金化效应研究

采用Al合金化的方法制备了汽车发动机阀盖用Mg-Gd-Al合金,研究了Al含量对Mg-Gd合金晶粒细化、物相组成、有效形核颗粒数量密度和尺寸分布的影响。结果表明,添加0.8%~1.3%Al可以对Mg-Gd合金起到明显的晶粒细化作用;当添加Al元素后,合金中除了α-Mg基体和Mg5Gd相外,还出现了Al2Gd和(Mg,Al)3Gd相;随着合金中Al含量的增加,Mg-Gd合金中有效形核颗粒的数量密度逐渐增加,且有效形核颗粒的尺寸有所增大。