戚文军
,
王顺成
,
陈学敏
,
农登
,
周志
稀有金属
doi:10.3969/j.issn.0258-7076.2013.02.002
Al-5Ti-1B合金是铝及铝合金的高效晶粒细化剂,可显著改善铝及铝合金的加工性能,提高铝材的质量,但Al-5Ti-1B合金对纯铝及铝合金的晶粒细化机制目前尚未研究清楚.本文分别采用Al-5Ti-1B,Al-10Ti,Al-4B合金和TiB2粉末对纯铝进行细化实验,通过比较TiAl3,TiB2和AlB2对铝晶粒的细化作用,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合金的有效形核相和晶粒细化机制.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合金细化铝晶粒的机制为:TiAl3熔解于铝熔体中释放Ti原子,一部分Ti原子通过浓度起伏形成TiAl3,TiAl3再与铝熔体发生包晶转变生成α-Al晶粒直接起到晶粒细化作用.剩余Ti原子在TiB2表面偏聚形成TiAl3,TiAl3再与铝熔体发生包晶转变生成α-Al晶粒起到晶粒细化作用.
关键词:
Al-5Ti-1B合金
,
晶粒细化
,
形核核心
,
细化机制
钟芳华
,
戚文军
,
王顺成
,
周海涛
,
陈学敏
,
彭谦之
稀有金属
doi:10.13373/j.cnki.cjrm.2014.02.004
以Al,K2ZrF6和KBF4为原料,采用熔体反应法制备不同B/Zr摩尔比Al-Zr-B合金.利用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射分析(XRD)等手段研究了B/Zr摩尔比对Al-Zr-B中间合金的组织和晶粒细化效果的影响.结果表明,随着B/Zr摩尔比的增加,Al-Zr-B中间合金的第二相组成发生改变.当B/Zr摩尔比为1时,第二相主要由粗大的块状ZrAl3相及少量团聚在晶界上的ZrB2粒子组成;当B/Zr摩尔比为2时,第二相为ZrB2粒子和少量块状ZrAl3相.当B/Zr摩尔比为3时,第二相全部为ZrB2粒子.对AZ91D合金的细化实验表明,随着B/Zr摩尔比的增加,晶粒细化效果越好,添加B/Zr摩尔比为3的Al-Zr-B中间合金具有明显的细化效果,合金由粗大的树枝晶转变成细小的等轴晶,固溶处理后的AZ91D合金平均晶粒尺寸由约328 μm下降到约120 μm;抗拉强度和延伸率达到213 MPa和4.95％,比未添加细化剂时分别提高了15.1％和30.3％.晶粒细化机制可归结为ZrB2粒子作为α-Mg的异质形核核心.
关键词:
Al-Zr-B中间合金
,
B/Zr摩尔比
,
镁合金
,
晶粒细化
王顺成
,
钟芳华
,
戚文军
,
郑开宏
,
陈学敏
稀有金属材料与工程
采用K2ZrF4和KBF4混合粉末与铝熔体直接反应制备镁合金晶粒细化剂Al-5Zr-1B合金,利用光学显微镜、X射线衍射仪和扫描电镜,研究了Al-5Zr-1B合金的显微组织及其对纯Mg和AZ31镁合金的晶粒细化作用.结果表明:Al-5Zr-1B合金中含有大量细小的ZrB2粒子,平均尺寸为0.2 μm,ZrB2粒子作为异质形核核心使纯Mg和AZ31镁合金晶粒得到细化.随着Al-5Zr-1B合金添加量的增加,纯Mg和AZ31镁合金的晶粒尺寸逐渐减小.添加0.3％(质量分数)的Al-5Zr-1B合金,可使纯Mg晶粒从1400μm细化到120 μm.添加0.6％的Al-5Zr-1B合金,可使AZ31镁合金晶粒从170 μm细化到45 μm.
关键词:
镁合金
,
Al-5Zr-1B合金
,
晶粒细化
,
细化机理
