Al-C和Al-Ti-C中间合金对AZ91合金晶粒的细化

制备出两种用于AZ91合金晶粒细化的Al-C和Al-Ti-C中间合金.结果表明:这两种中间合金对AZ91合金均有良好的晶粒细化作用.向AZ91合金中加入1%的Al-C中间合金可使晶粒由原来的约130μm减小至65μm左右;向AZ91合金中加入1%的Al-TI-C中间合金可使晶粒由原来的约130μm减小至45μm左右.然而,两种中间合金添加量分别大于1%时,晶粒尺寸没有进一步的变化.分析认为:Al-C和Al-Ti-C中间合金起晶粒细化作用的分别是Al4C3相和Al4C3和TiC复合相.     

Al-TiC中间合金的制备及对AZ91合金铸态组织的细化效果

采用铸造接触反应法制备Al-TiC间合金，EPMA和XRD分析显示，反应温度和保温时间是TiC颗粒原位合成的重要工艺参数，基于热力学计算和动力学分析探讨了原位TiC颗粒的形成机制。在AZ91镁合金熔体中加入0．3％的Al-10％TiC间合金可明显细化晶粒尺寸，由基体合金的107μm降至57μm，降低幅度约为47％。晶粒细化机制可归结为TiC颗粒作为初生α-Mg的异质晶核。     

Mg-Al4C3-Ce中间合金对AZ91D镁合金显微组织与性能的影响

采用粉末原位合成工艺成功制备了新型Mg-50％Al4C3-xCe (x=2％、4％、6％、8％)中间合金,并利用x射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)及能谱分析(EDS)对其进行物相鉴别和形貌分析.在AZ91D镁合金中加入1.2％(Mg-50％Al4C3-xCe)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,而且晶粒尺寸明显减小.当中间合金中Ce含量为6％时,合金的平均晶粒尺寸由基体合金的360 μm降至65 μm.显微组织的细化有利于合金的强韧性能及耐腐蚀性能的明显提高.     

Mg-TiB_2中间合金和Ce对AZ91D镁合金显微组织的细化

采用SEM、EDS和XRD等测试手段,研究了Mg-50%TiB2中间合金和稀土元素Ce对AZ91D镁合金显微组织的细化效果。结果表明,加入1.4%的中间合金可以显著细化AZ91D镁合金的枝晶组织和晶粒,α-Mg的平均晶粒尺寸由240μm下降至50μm。在此基础上,复合添加0.2%Ce后,枝晶组织和晶粒进一步细化,同时,β相由粗大骨骼状转变为岛状和细小的粒状,且产生新相Al4Ce。通过能谱分析及面错配度计算证实,TiB2可作为初生α-Mg的良好异质核心。加入稀土元素Ce引起合金成分过冷度增加,从而激活固液界面前沿潜在的TiB2核心,提高TiB2的形核率。     

Microstructure of Al-4.99Zr-1.1B Master Alloy and Its Grain Refinement Effect on AZ31 Magnesium Alloy

采用K2Zr F4、KBF4混合粉末与铝熔体原位合成方法制备了Al-4.99Zr-1.1B合金,利用X射线衍射仪、光学显微镜和扫描电镜,研究了Al-4.99Zr-1.1B合金的显微组织及其对AZ31镁合金的晶粒细化作用。结果表明:Al-4.99Zr-1.1B合金中含有大量细小的Zr B2粒子。随着Al-4.99Zr-1.1B合金添加量的增加,AZ31镁合金的α-Mg晶粒逐渐细化,晶间β-Mg17Al12相从网状转变成细小块状。添加0.6%的Al-4.99Zr-1.1B合金,可使AZ31镁合金的α-Mg晶粒从170μm细化到45μm。Zr B2粒子作为α-Mg晶粒的异质形核核心使α-Mg晶粒得到细化。     

Mn、Fe对AZ91D镁合金中Al4C3细化效率的影响

采用OM、SEM、EDS等测试手段研究了Mn、Fe对Al4C3细化AZ91D镁合金显微组织的影响.结果表明,经0.6%Al4C3细化后,基体合金的平均晶粒尺寸由360μm减小至215μm.在此基础上,将基体合金的Mn含量由0.23%增至0.5%,可使合金的平均晶粒尺寸进一步降至130μm.继续增加Mn量至0.7%时,其晶粒尺寸变化不大.当基体合金中Fe含量由0.0021%增至0.1%时,晶粒尺寸由215μm减小至123μm.Mn、Fe对AZ91D合金中Al4C3细化效率的影响机制可能是,三者共同作用形成的Al-C-O-Mn-Fe复杂颗粒可作为α-Mg晶粒的异质核心.     

Processing Effects on Grain Refinement of AZ31 Magnesium Alloy Treated with a Commercial Al-10Sr Master Alloy

The effects of Sr amount and melt holding time on the grain refinement of AZ31 magnesium alloy treated with a commercial Al-10Sr master alloy are investigated. The effects of solutionizing, rolling, and remelting of commercial Al-10Sr master alloy on the grain refinement of AZ31 magnesium alloy are also investigated. An increase in Sr amount from 0.01 to 0.1 wt.% or melt holding time from 20 to 80 min causes the grain size of AZ31 alloy treated with the commercial Al-10Sr master alloy to gradually decrease. In addition, the solutionizing, rolling, or remelting of commercial Al-10Sr master alloy can improve the refinement efficiency of the master alloy to AZ31 alloy, and the improvement resulting from the remelting is best obvious, followed by rolling and solutionizing, respectively.     

快速凝固处理对Al-Ti-B中间合金组织和细化效果的影响

用单辊甩带法和旋转液体纺绩法分别制备了Al-Ti-B中间合金薄带和细线,研究快速凝固处理对中间合金组织和细化效果的影响。结果发现:采用快速凝固方法处理Al-Ti-B中间合金可提高Ti在!-Al基体中的固溶度,细化TiAl3相和分散TiB2粒子,从而显著提高其细化效果。分别添加0.2%(质量分数)的Al-Ti-B快淬薄带和Al-Ti-B细线处理工业纯铝,可获得粒径约为50～100"m的等轴晶组织。旋转水纺绩法可连续生产线径均匀的线材,比单辊甩带法更具有实用化前景。     

AlTi中间合金中TiAl_3形态及对细化效果的影响

通过对比试验发现；不同TiAl3形态的AlTi中间合金具有不同的细化效果，借助SEM和XRD等手段对AlTi中间合金进行了分析对比，探讨了TiAl3形态对细化效果的影响。实验结果表明：利用快速凝固技术制备的该中间合金，其TiAl3化合物细小，具有最佳的细化效果。     

微量Mg、Si对Al-Ti-C中间合金晶粒细化效果的促进作用

研究结果表明：微量的Mg和Si均能促进Al-Ti-C中间合金对工业纯铝和6063合金等铝合金的晶粒细化作用;在细化温度相同的条件下,与Si相比,Mg对Al-Ti-C中间合金细化效果具有更大的促进作用,微量的Mg可以抑制Al-Ti-C中间合金晶粒细化的“温度效应”;铝熔体中同时存在微量的Mg和Si时Al-Ti-C中间合金的细化效果更好,初步探讨了这两种微量元素促进Al-Ti-C中间合金细化效果的机理。     

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.     

Al4C3对AZ91D镁合金铸态显微组织与性能的影响

借助SEM、EDS、XRD、DTA研究Al4C3对AZ91D镁合金铸态显微组织与性能的影响.结果表明,少量Al4C3对合金铸态组织具有明显的细化作用,而且共晶组织形貌发生明显改变,由完全离异的骨骼状β相共晶组织和共生生长的层片状共晶组织α+β转变为蜂窝状的部分离异共晶组织α+β,同时β相的尺寸变小、分布更趋弥散.通过能谱分析、差热分析以及错配度的计算,证实Al4C3可成为初生α-Mg的良好异质核心.显微组织的细化使强度性能明显提高,延伸率的提高幅度有限,耐腐蚀性能改善.     

TiC/Al和SiC/Al中间合金对Mg-Al系合金晶粒的细化

研制出两种新型的Mg-Al系合金晶粒细化剂——Al-4％TiC和Al-10％SiC中间合金。结果表明：这两种中间合金对Mg-Al系合金均有良好的晶粒细化作用。向AZ63合金中加入1％的TiC／Al中间合金可使其晶粒由原来的约2mm减小至250μm左右；向AZ31合金中加入0．5％的SiC／Al中间合金可使其晶粒由原来的约600μm减小至200μm左右。分析认为，表面覆有Al4C3过渡层的TiC和SiC颗粒可以作为α-Mg的结晶核心，同时SiC颗粒本身也可以作为α-Mg的异质结晶核心。大量异质结晶核心的存在是导致α-Mg晶粒细化的主要原因。     

新型Al-5Ti-0.8C中间合金对Al-Cu-Mn合金组织形貌和高温力学性能的影响

采用自蔓延燃烧反应法制备了一种新型Al-5Ti-0.8C中间合金,在此基础上采用不同含量（0%,0.1%,0.3%,0.5%,质量分数,下同）的中间合金对Al-Cu-Mn合金进行变质处理,研究该中间合金及其含量对Al-Cu-Mn合金组织形貌和高温力学性能的影响。结果表明：新型Al-5Ti-0.8C中间合金能够显著细化Al-Cu-Mn合金的晶粒尺寸,提高合金热处理过程中θ′(Al₂Cu)相的析出密度,且细化析出相尺寸。其次,变质处理后合金的高温抗拉伸强度显著提高,且随着温度升高,抗拉伸强度的下降程度减小,主要原因在于变质处理后合金中析出均匀分布的细小θ′(Al₂Cu)相以及热稳定性高的Al₃(Ti,Zr)纳米颗粒。此外,当Al-5Ti-0.8C中间合金含量为0.3%时,Al-Cu-Mn合金的组织形貌和高温力学性能最优。     

Al4C3和Ce对AZ91D镁合金铸态显微组织和性能的影响

借助SEM、EDS、XRD、DTA等研究了AbC3和Ce加入对AZ91D镁合金铸态组织和性能的影响。结果表明：加入0．6％Al4C3能显著细化合金晶粒,使粗大骨骼状β相和层片状α＋β共晶组织转变为蜂窝状的部分离异共晶组织,同时β相的尺寸变小、分布较均匀。在此基础上,复合添加0．2％Ce后细化效果更好,β相分布更趋均匀且含量减少。此外,组织中有少量针状化合物Al4Ce形成。通过错配度计算、能谱分析以及差热分析,证实了Al4C3可成为初生α-Mg的良好异质核心。显微组织的细化有利于合金强度性能及耐腐蚀性能的明显提高。     

Al4 C3细化AZ91合金晶粒的现象和机理

通过向熔体中直接添加Al4C3颗粒,研究了Al4C3对AZ91合金的晶粒细化现象和机理的影响.结果表明,Al4C3颗粒对AZ91合金的晶粒细化效果与孕育参数直接相关,孕育温度越高孕育时间越久,Al4C3的细化效果越明显.研究发现,实验添加的Al4C3颗粒并没有直接成为镁的晶核,而是被推开到了晶粒生长界面前沿,Al4C3的细化作用主要是因为Al4C3发生了微量的溶解,从而向熔体中提供了碳,碳的存在对熔体起到了碳质孕育法处理的作用.     

Al-Ti-B和Al-5%Sr中间合金对轮毂铝合金的晶粒细化和变质作用

采用不同处理状态的Al Ti B中间合金和Al 5 %Sr中间合金 ,对轮毂铝合金Al 7%Si 0 35 %Mg进行晶粒细化和变质处理。在Instron 85 0 2 - 3411型液压伺服疲劳试验机上测试被处理合金的抗拉强度和伸长率。结果表明 :Al Ti B中间合金可有效地细化Al 7%Si 0 35 %Mg合金 ,加入 0 0 6 %Ti即可使合金获得良好的细化效果 ;Al 5 %Sr中间合金可有效地对Al 7%Si 0 35 %Mg合金进行变质 ,加入 0 0 2 %Sr即可使合金获得良好的变质效果 ;快速凝固和热变形处理可有效地改善Al Ti B的晶粒细化效果和Al 5 %Sr的变质效果 ,在获得相同的晶粒细化和变质程度的情况下 ,使Al Ti B和Al 5 %Sr中间合金的加入量减少约 5 0 % ,并使Al 7%Si 0 35 %Mg合金的力学性能有所提高     

Effects of Si Content and the Addition Amount of Al-3B Master Alloy on the Solidification Structures of Hypoeutectic Al-Si Alloys

Al-Si based cast alloys have become morewidely used in atomobile and aerospace indus-try due to their excellent proPerties, such as highstrength to density ratios, high castability andmachinability and much attention has been fo-cused on this area. Since the discovery [l1 thatAl-4B master alloy could be used to refine A356alloy effectively this phenomenon has arousedmuch attenton and discussion among many in-vestigators [2--13]. Wth resPect to the role thatAl-B tyPe master alloy has played …     

AlTiC和Al4B、Al3Ti4B中间合金对纯铝和亚共晶铝硅合金的细化机理

研究了ＡＩＴｉＣ和ＡＩ４Ｂ、ＡＩ３Ｔｉ４Ｂ等中间合金细化剂对纯铝和亚共晶铝硅合金的细化效果和细化机理。实现发现ＡＩ６Ｔｉ０．２Ｃ对纯铝有很好的细化效果,但对高Ｓｉ含量的亚共晶铝硅合金几乎没有细化效果;而ＡＩ４Ｂ、ＡＩ３Ｔｉ４Ｂ等ｗ（Ｔｉ）／ｗ（Ｂ）〈２．２（ｗ（Ｔｉ）／ｗ（Ｂ）＝０时即为ＡＩ－Ｂ合金）的ＡＩＴｉＢ合金对纯铝没有细化效果,但对亚共晶铝硅合金却有非常好的细化效果。上述实验结果与中间合金的成分及其第二相的类型有直接关系,即与不同中间合金的细化机理相关。     

超声场作用下Mg-3Ca合金除气及细化的工艺研究

对Mg-3Ca合金熔体进行超声处理来研究超声功率、施振时间和施振温度对合金除气及凝固组织的影响。结果表明,采用超声波处理技术,可以有效去除Mg-3Ca合金熔体中的气体,从而提高铸锭的致密度。超声除气效果与施振功率、处理时间及处理温度密切相关。当施振功率过小、处理时间过短或过长及处理温度过高或过低均不会有良好的除气效果。熔体处理温度为:700℃,超声功率为150W,处理时间为120s时除气效果最好,除气率可达53.8%。另外,超声波在去除熔体中气体的同时,也使得铸锭的凝固组织变得细小、均匀。粗大的树枝晶不利于气泡的上浮和熔体补缩;而均匀、细小的等轴晶则有利于这一点。