ZL101铝硅合金中钛硼细化剂添加比例的影响

目的 研究ZL101铝硅合金中添加钛硼细化剂的最优比例。方法 采用不同添加比例,制备一定数量的同种零件,并检测零件的强度、塑性和晶粒尺寸,以箱线图来对比不同添加比例对强度、塑性的影响,以散点图来表现不同添加比例对晶粒尺寸的影响。结果 不添加时,晶粒尺寸最大,强度和塑性也最差。随着钛硼细化剂添加比例的增大,晶粒尺寸逐步得到细化,强度和塑性也随之提高,当钛硼细化剂的质量分数超过0.1%后,细化效果逐步减弱;当质量分数为0.3%和0.1%时,强度、塑性方面基本区别不大。结论 钛硼细化剂的质量分数为0.1%~0.15%是最优的添加比例。     

铝钛硼细化剂检验方法的研究

本文对铝钛硼细化剂的检验方法进行了研究。采用电解抛光法进行样品前处理,优化了检验过程,得到了高清显微组织图片;采用ICP-AES发射光谱仪进行检测,可同时测定铝钛硼细化剂中Si、Fe、Ti、B和V元素化学成分,改进了化学成分检验方法,确定了各元素的检出限,回收率在89.4%～102.7%之间,RSD值在0.64%～5.02%之间。大量试验结果表明,以上检验方法快捷、简便、准确度高,能够以满意的结果应用于铝钛硼细化剂的入厂检验。     

碳纤维表面处理对铝电解用硼化钛阴极涂层性能的影响

硼化钛阴极涂层是铝电解用可润湿性阴极材料中的一种，具有优良的抗钠渗透性和对铝液润湿性，可以有效地延长铝电解槽寿命。碳纤维是硼化钛涂层材料的增强剂之一．对硼化钛阴极涂层的性能影响很大。本文研究了不同工艺的液相碳纤维表面氧化处理法对硼化钛阴极涂层抗拉强度和粘接强度的影响。采用PTIR检测碳纤维处理后表面含氧基团的变化，寻找影响硼化钛阴极涂层性能的原因，从而达到最有效地提高TiB2阴极涂层抗拉强度和粘接强度的目的。结果表明，采用工艺(1)(10％HNO3，80℃、恒温5min．超声波、5min)对碳纤维进行表面处理最合理，处理后碳纤维表面含氧基团的含量最高．用其制备硼化钛阴极涂层的抗拉强度、粘接强度最大。     

铝钛碳、铝钛硼细化剂对铝基体细化效果的评定研究

采用Al-Ti-B(丝)、Al-Ti-B(锭)、Al-Ti-C三种细化剂分别对铝基体进行细化,对比了3种细化剂对铝基体的细化效果,研究了不同加入量的细化剂对铝基体细化效果和力学性能的影响。结果表明,当细化剂的加入量为3%时,Al-Ti-B(丝)的细化效果最好,而Al-Ti-B(锭)较Al-Ti-C的细化效果好;加入量对细化效果有一定影响,加入量为1%～10%时,随加入量的增加,细化后晶粒的尺寸先变小后变大,在此范围内有一个最佳加入量。铝基体的抗拉强度、伸长率和硬度随着晶粒细化剂加入量的增加而先逐渐提高后逐渐降低,当晶粒细化剂的加入量为8%左右时,铝基体的抗拉强度、伸长率和硬度分别达到最大值。     

铝晶粒细化剂Al-5Ti-1B合金的晶粒细化机理

分别采用Al-5Ti-1B、Al-10Ti、Al-4B合金和TiB2粉末对纯铝进行细化实验,比较了TiAl3、TiB2和AlB2对纯铝的晶粒细化作用,利用光学显微镜、X射线衍射仪、扫描电镜和透射电子显微镜研究了Al-5Ti-1B合金的晶粒细化机理。结果表明,TiAl3是铝晶粒的有效异质形核相,但Al-5Ti-1B合金中的TiAl3因在铝熔体中会熔化而不是铝晶粒的直接形核相。单独的AlB2和TiB2都不是铝晶粒的有效异质形核相,但TiB2通过表面包覆TiAl3后可成为铝晶粒的有效异质形核相。Al-5Ti-1B合金的晶粒细化机理为TiAl3熔解于铝熔体中释放Ti原子,部分Ti原子通过浓度起伏形成TiAl3,TiAl3再与铝熔体发生包晶转变形成α-Al晶粒直接起到晶粒细化作用;部分Ti原子在TiB2表面偏聚形成TiAl3,TiAl3再与铝熔体发生包晶转变形成α-Al晶粒起到晶粒细化作用。     

钛铝金属间化合物合金的扩散连接

钛铝金属间化合物合金具有比重轻、比强度高以厦良好的高温力学性能和抗氧化性，被认为是航空航天和军工领域最具有应用前景的高温结构材料。钛铝金属间化合物合金的工程实用化需要先进的连接技术，保证连接件既能够保留母材的性能而且接头具有高的变形和断裂抗力。固态扩散连接不存在熔化缺陷、焊接热裂倾向和组织热影响区等缺点。被认为是连接钛铝金属间化舍物合全有效的方法之一。本文简要地介绍近十多年来国内外对钛铝金属间化合物合金扩散连接研究的状况与进展。     

钛网添加对镁/铝复合板微观组织和力学性能影响研究

目的 有效抑制镁/铝复合板界面处金属间化合物的形成。以钛网为中间金属夹层,研究它对镁/铝复合板微观组织和力学性能的影响。方法 利用复合轧制技术制备以钛网为中间金属夹层的镁/铝-钛复合板,采用扫描电子显微镜(SEM)、电子背散射衍射仪(EBSD)、万能试验机等对复合板退火前后的微观组织和力学性能进行表征和分析,系统研究中间层钛网对轧制态和退火态复合板微观组织、织构、拉伸性能、界面结合强度的影响规律。结果 中间层钛网均匀分布在镁/铝-钛复合板界面处,钛网的添加能有效抑制复合板退火过程中镁-铝金属间化合物的连续生长,减少金属间化合物的数量。与镁/铝复合板相比,钛网的添加对轧制态和退火态复合板中镁层和铝层的平均晶粒尺寸和织构类型的影响较小。与镁/铝复合板相比,钛网的添加降低了轧制态复合板的界面剪切强度和延伸率,但极大提升了退火态复合板的界面剪切强度、拉伸强度和延伸率。结论 中间层钛网的添加可有效减少复合板界面处金属间化合物的数量,提升退火态复合板的综合力学性能。     

关于硼化钛及硼化钛陶瓷的研究与讨论

本文分析了单相硼化钛陶瓷性能特征,并且提出掺加陶瓷第二相来制备硼化钛陶瓷复合材料,这样便会提高和改善材料材料的综合性能：同时提出了具有探索性的方案,可以为以后的陶瓷复合材料提供参考。     

硼／铝复合材料管构件的界面特性EI

主要研究带钛合金连接头硼／铝复合材料管构件中Ｂ－Ａｌ－Ｔｉ间的界面结构与性质。研究表明，在复合工艺条件下，硼－铝界面附近没有检测到任何铝－硼化合物，而钛－铝间形成ＴｉＡｌ有序金属间化合物相。实验证明，硼／铝复合材料与铝合金端环之间采用的固结方法是有效的，且可按照受载类型随意调整斜面搭接长度，达到承受不同载荷的目的。     

钛屑再生制备Al-Ti-B细化剂及其晶粒细化行为的研究

钛及钛合金属于难切削加工材料,生产过程中易产生大量废屑,再生利用钛屑已成为急需解决的问题.本文利用钛屑和氟硼酸钾在铝熔体中反应制备了Al-5Ti-1B细化剂,通过金相显微镜、扫描电子显微镜和X射线衍射仪对细化剂进行分析,研究了细化剂加入量和保温时间对工业纯铝细化效果的影响.研究表明,Al-5Ti-1B细化剂主要由α-Al、TiAl3和TiB2相组成,TiAl3相主要为块状,尺寸为10~30μm;TiB2相均匀分布在合金中,平均尺寸小于2μm。随着细化剂加入量的增加,晶粒尺寸不断减小;当加入量达到0.3%时,晶粒细化效果最好,进一步增大细化剂添加量,晶粒尺寸下降不明显。细化剂保温60 min时,晶粒细化效果良好;保温120 min时,出现了严重的细化衰退现象,晶粒尺寸达到953μm;商业杆状细化剂保温120 min时未出现明显的细化衰退。     

碳纳米管泛用合金晶粒细化剂的作用

综述了碳纳米管细化金属晶粒的研究现状,主要包括镁基、铝基、铅锡基、镍基、铁基等,并指出将碳纳米管加入镁、铝、铅、铁、镍基金属合金中都可以明显地细化这些合金材料的基体组织,同时阐述了目前假设的碳纳米管细化晶粒的机理:提供了较多优先形核的位置和阻碍晶粒的长大。     

铝合金晶粒细化剂的研究现状与分析初探

文章在叙述铝合金熔体处理剂应用现状与细化机理的基础上，分析了稀土添加剂、Al-Ti-B中间合金细化剂以及Re-Al-TiB中间合金对铝合金铸态组织的影响，接着对复合添加剂稀土铝钛碳中间合金作了应用研究。结果表明：稀土铝钛碳的细化效果显著、抗衰减能力优越，能合理改善材料的强韧性，是一种高效能新型铝合金处理剂。     

硼对纯铜的细化机理研究

目的 探究微量硼对纯铜晶粒的影响及机制。方法 利用高倍视频显微镜对细化前后纯铜的铸锭组织进行观察与分析。利用热场发射扫描电子显微镜对细化前后纯铜的样品进行组织和成分分析。利用高分辨透射显微镜对样品进行微观形貌及晶体结构的分析。结果 随着硼含量的增加,纯铜的晶粒明显细化。微量硼在纯铜中以单质形式存在,主要分布于晶界上。结论 硼对纯铜有明显的细化效果,可显著细化纯铜的晶粒,将其晶粒细化至100 μm左右。硼对纯铜晶粒细化的机制主要是限制生长机制,在凝固过程中硼被铜晶粒排斥到晶界处,从而限制了铜晶粒的长大。     

Zr元素对纯铝细化机理的电子理论研究

基于固体与分子经验电子理论(EET),计算了Al-Zr合金熔体中相及相界面的价电子结构,获得了表征合金性能关系的价电子结构参数统计值,并利用这些参数讨论了Zr对纯铝晶粒细化的机理。结果表明:Zr对纯铝的细化机理可以追溯到熔体中Al3Zr与α-Al相晶面间的界面共价电子密度差的统计值Δρ′,即Δρ′10%且Δρ′值越小,合金中的异质形核效应越好,晶粒细化效果越好。Δρ′值小(2.789 04%)的Al-Al原子团簇能较容易地被异质形核核心(Al_3Zr晶体)吸附,促进异质形核及晶粒细化作用;而Δρ′值大(15.698 70%)的Al-Zr原子团簇容易从异质晶核上脱离,削弱异质形核及晶粒细化效应。     

Al-Ti-B晶粒细化剂研究进展:细化机理及第二相控制

随着铝合金使用日益广泛,人们对高品质Al-Ti-B晶粒细化剂的需求也日益增加。氟盐法是国内外Al-Ti-B晶粒细化剂制备的主流方法,国内研究者们在氟盐法制备工艺方面取得了一定的成果,但依然未能在高品质Al-Ti-B晶粒细化剂的制备上获得突破。Al-Ti-B晶粒细化剂的细化机理主要有硼化物粒子理论、包晶反应理论、双重形核理论等,其中,双重形核理论可以较好地解释Al-Ti-B晶粒细化剂的晶粒细化过程。双重形核理论表明:Al-Ti-B晶粒细化剂中的第二相TiAl_3和TiB_2尺寸越小、数量越多、分布越弥散,则Al-Ti-B晶粒细化剂的细化性能越突出。氟盐反应热力学分析表明:在氟盐反应产物控制方面,TiB_2的生成趋势最大,TiAl_3次之,AlB_2最小;在750～800℃的反应温度范围内,适当缩短反应时间,可在保证TiAl_3生成的同时避免AlB_2的生成。氟盐反应动力学分析表明:TiAl_3和TiB_2的形成由氟盐分解、第二相形核及长大三个过程组成,通过减小氟盐尺寸、提高氟盐分解气体TiF_4和BF_3与Al熔体的接触界面面积、减小Ti、B元素的绝对过饱和度、缩短反应时间等措施,有望获得内含细小弥散第二相的Al-Ti-B晶粒细化剂。本文主要介绍了Al-Ti-B晶粒细化剂的发展历程及制备方法,阐述了国产Al-Ti-B晶粒细化剂与进口产品的差距和存在的问题。基于Al-Ti-B晶粒细化剂的晶粒细化机理、氟盐反应热力学与动力学,讨论了TiAl_3、TiB_2的细化、弥散化控制原理,并对其细化、弥散化控制技术及潜在技术进行了综述和展望。     

新型Al-Ti-B-Re中间合金对工业纯铝细化工艺设计及细化机理研究

采用颗粒纯钛法制备了新型的Al-Ti-B-Re中间合金细化剂,考察了细化剂添加量、保温时间、浇注温度对工业纯铝细化效果的影响。实验发现当细化剂添加量为0.5%(质量分数),浇注温度在760℃,保温时间为30min时细化效果最佳,最佳效果为铝的晶粒细化到50～60μm,硬度提升了6.48%,抗拉强度提升了8.79%。最后分析了Al-Ti-B-Re中间合金细化机理。     

钛/铝异种合金脉冲激光焊接接头裂纹产生机理

目的 对0.8 mm厚的Ti6Al4V钛合金和2 mm厚的AA6060铝合金薄板进行脉冲激光焊接,分析异种轻合金激光焊接裂纹产生的机理及界面结合机理。方法 采用扫描电镜、EDS能谱以及显微硬度计等微观表征分析方法,对焊接接头的形貌特征、成分以及显微硬度进行分析,探索焊接接头处裂纹产生的原因。结果 钛/铝脉冲激光焊接性较差,接头存在严重的裂纹缺陷,裂纹多集中在焊缝与铝母材交界处以及焊缝中心区域位置,主要以热裂纹为主;接头焊缝可能存在大量的Ti-Al金属间化合物以及少量未熔的钛,其界面层主要成分推测为层状TiAl和外层锯齿状的TiAl3;接头整个焊缝区域的平均显微硬度为HV0.1420,其硬度水平远远高于焊缝两侧铝合金母材,也高出钛合金母材很多。结论 钛铝金属间化合物使钛铝焊接接头焊缝区脆性增大,另外接头焊缝区存在较大的组织应力、热应力、拉压应力、拘束应力等复杂应力,致使焊缝内存在较严重的裂纹缺陷。     

TiB2颗粒增强反应结合B4C陶瓷的显微结构与性能

以微孔碳、颗粒级配碳化硼粉体、钛粉和硅粉为原料, 通过多孔预制体真空熔渗Si工艺制备了硼化钛颗粒增强的反应结合碳化硼复相陶瓷, 并通过X射线衍射、扫描电子显微镜、EDS能谱和透射电子显微镜对复合材料的显微结构进行表征。结果表明: 在预制体中钛为15wt%时, 所制备的复相陶瓷抗弯强度和断裂韧性分别为313 MPa和5.40 MPa•m^1/2。原位反应生成的硼化钛对材料的增韧补强起到了积极的作用。     

电子束粉末床熔融制备钛铝基金属间化合物研究进展

钛铝基金属间化合物是一种理想的高温结构材料,但因存在室温塑性差、加工困难等不足而限制了其发展与应用。电子束粉末床熔融(Electron Beam Powder Bed Fusion, EB?PBF)技术能够实现近净成形,其加工中的低热应力特点适宜脆性材料的制备,是近年来广受关注的新型钛铝基金属间化合物成形方法。对用电子束粉末床熔融制备的钛铝基金属间化合物进行了介绍,并对近年来发表的以EB?PBF钛铝材料为研究对象的相关文献进行了综述。从工艺、后处理和性能表征等角度对目前的研究现状进行了分析总结,并对未来的研究工作提出了展望。     

钛化物在铝熔体中的沉淀现象

为了研究导致细化衰退的钛化物沉淀现象，以中间合金为细化剂对工业纯铝进行了细化处理，得到了不同沉淀时间的沉淀试样，利用金相、SEM等技术分析了试样底部沉淀物的显微组织．结果表明：加入中间合金后，试样均存在明显的软化物沉淀现象，且沉淀物中既有TiC(TiB2)化合物，也有TiAl3化合物；沉淀物中的TiAl3与原中间合金中的TiAl3形态一致，说明原中间合金中的一些TiAl3化合物在没有分解完全时就已沉到试样底部；AlTiC中间合金比AlTiB中间合金的钛化物沉淀倾向明显．