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新型Al-Ti-Nd中间合金制备及其对Al-10Si合金的细化变质作用

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有色金属工程 2024年

作者：余海存王昊吕玮安家志丁万武兰州理工大学材料科学与工程学院兰州理工大学省部共建有色金属先进加工与再利用国家重点实验室

采用铝原位熔体法制备了一种新型的Al-3Ti-4.5Nd中间合金，通过X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）等手段分析了Al-3Ti-4.5Nd中间合金的组织。探究了Al-3Ti-4.5Nd中间合金对Al-10Si合金显微组织及力学性能的影响。结果表明，当Al-3Ti-4.... 详细信息

采用铝原位熔体法制备了一种新型的Al-3Ti-4.5Nd中间合金，通过X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）等手段分析了Al-3Ti-4.5Nd中间合金的组织。探究了Al-3Ti-4.5Nd中间合金对Al-10Si合金显微组织及力学性能的影响。结果表明，当Al-3Ti-4.5Nd中间合金的添加量为0.15%时，Al-10Si合金的宏观组织由粗大的柱状晶细化为细小的等轴晶，二次枝晶臂间距由16.69μm减小到13.44μm；共晶硅由粗大的针状转变为短棒状，平均长度由26.75μm减小到16.47μm；抗拉强度由165.86 MPa提升到177.43 MPa，断后延伸率由4.21%提升到6.72%。合金的质量指标Q由259.50 MPa提升至301.54 MPa，提升了16.2%。Ti2Al20Nd相的能够有效细化α-Al相，稀土元素促进了共晶硅中孪晶的形成，改善了共晶硅的形貌及尺寸。

关键词： Al-10Si合金 Al-3Ti-4.5Nd中间合金显微组织力学性能

退火温度对铸轧3003铝合金冷轧板带材冲压制耳率的影响

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有色金属工程 2024年第5期14卷 19-25页

作者：王生宁巩晓平王强李逢科吴嘉诚胡岳安家志余海存丁万武酒钢集团甘肃东兴嘉宇新材料有限公司甘肃嘉峪关735100 兰州理工大学材料科学与工程学院兰州730050

3003铝合金在铸轧工艺过程中,存在制耳率不理想的问题。基于此,以3003铝合金冷轧1 mm板带材为研究对象,并结合EBSD检测手段,研究了不同退火温度下3003铝合金冷轧板材冲制过程中制耳率与退火温度及织构组织之间的关系,并最终得出影响制... 详细信息

3003铝合金在铸轧工艺过程中,存在制耳率不理想的问题。基于此,以3003铝合金冷轧1 mm板带材为研究对象,并结合EBSD检测手段,研究了不同退火温度下3003铝合金冷轧板材冲制过程中制耳率与退火温度及织构组织之间的关系,并最终得出影响制耳率的关键因素。结果表明:3003铸轧产品冷轧退火后铝合金板材中的织构主要由Copper、Brass、S、Goss等形变织构和Cube、CubeND、P、R、黄铜R等再结晶织构组成,随着退火温度的升高,形变织构向再结晶织构的转变倾向增大,且显著伴随S型织构及R型织构的减少,Cube型及CubeND型织构的逐渐增加,当形变织构与再结晶织构比值在0.67~0.73时,冲压效果明显改善,制耳率效果理想。

关键词：铸轧3003铝合金退火温度织构组织比例制耳率

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重熔对Al-Ti-La中间合金中Ti_(2)Al_(20)La相的影响

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有色金属工程 2024年第8期14卷 56-66页

作者：丁万武田旭东陈建超安家志余海存魏振鹏杨成亮兰州理工大学省部共建有色金属先进加工与再利用国家重点实验室兰州730050 兰州理工大学材料科学与工程学院兰州730050 甘肃东兴铝业有限公司甘肃嘉峪关735100

通过扫描电镜、X射线衍射和电子探针等分析研究了重熔过程中不同保温时间和温度对Al-Ti-La中间合金中Ti_(2)Al_(20)La相的含量、形态尺寸和稳定性的影响。结果表明:在750℃下,随着保温时间的延长,Ti_(2)Al_(20)La相的溶解度逐渐增大,含... 详细信息

通过扫描电镜、X射线衍射和电子探针等分析研究了重熔过程中不同保温时间和温度对Al-Ti-La中间合金中Ti_(2)Al_(20)La相的含量、形态尺寸和稳定性的影响。结果表明:在750℃下,随着保温时间的延长,Ti_(2)Al_(20)La相的溶解度逐渐增大,含量由未处理的20.776%下降至13.72%,形态由块状演变为圆整和细小的片状,长宽比由2.33下降至1.52;在1000℃下,保温15 min后溶解度较大,含量降低至4.5%,形态演变为尖锐的长条状,长宽比上升至2.55;溶解产生的La原子与Al在晶界处形成La-Al金属间化合物(IMC),Ti原子在基体中的分布密度随保温时间的延长和保温温度的升高而增高,以游离态均匀分布在基体中。

关键词： Al-Ti-La合金 Ti_(2)Al_(20)La 重熔保温时间

ZL270LF铝合金的热变形行为与组织演变

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稀有金属材料与工程 2023年第12期52卷 4086-4098页

作者：丁万武陈世豪胡立雯张海霞余海存赵文军兰州理工大学材料科学与工程学院甘肃兰州730050 兰州理工大学省部共建有色金属先进加工与再利用国家重点实验室甘肃兰州730050

通过热压缩实验研究了ZL270LF铝合金在变形量为70%,温度为300~550℃,应变速率为0.01~10 s^(-1)范围的热变形行为,建立了流变应力本构方程模型,绘制出了二维热加工图,确定了最佳热加工区域,采用电子背散射衍射(EBSD)和透射电子显微镜(TEM... 详细信息

通过热压缩实验研究了ZL270LF铝合金在变形量为70%,温度为300~550℃,应变速率为0.01~10 s^(-1)范围的热变形行为,建立了流变应力本构方程模型,绘制出了二维热加工图,确定了最佳热加工区域,采用电子背散射衍射(EBSD)和透射电子显微镜(TEM)技术研究了该合金的组织演变规律。结果表明:ZL270LF铝合金的流变应力随变形温度的升高和应变速率的降低而降低,热变形激活能为309.05 kJ/mol,最优热加工区为温度470~530℃、应变速率为0.01~1 s^(-1)。该合金在热变形过程中存在3种不同的DRX机制,即连续动态再结晶(CDRX)、不连续动态再结晶(DDRX)和几何动态再结晶(GDRX),其中CDRX是ZL270LF铝合金动态再结晶的主要机制。

关键词： ZL270LF铝合金热变形行为本构方程动态再结晶组织演变

新型Al-Ti-La中间合金对亚共晶Al-7Si合金显微组织和力学性能的影响

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有色金属工程 2022年第11期12卷 7-14页

作者：丁万武苟璐珉兰州理工大学省部共建有色金属先进加工与再利用国家重点实验室兰州730050 兰州理工大学材料科学与工程学院兰州730050

制备了一种新型Al-Ti-La中间合金,用来细化变质处理亚共晶Al-7Si合金中的α-Al和共晶Si相。研究了新型Al-Ti-La中间合金对亚共晶Al-7Si合金显微组织和力学性能的影响。结果表明:新型Al-Ti-La中间合金对初生α-Al和共晶Si表现出优异的细... 详细信息

制备了一种新型Al-Ti-La中间合金,用来细化变质处理亚共晶Al-7Si合金中的α-Al和共晶Si相。研究了新型Al-Ti-La中间合金对亚共晶Al-7Si合金显微组织和力学性能的影响。结果表明:新型Al-Ti-La中间合金对初生α-Al和共晶Si表现出优异的细化变质效果。加入0.2%Al-Ti-La,可以使α-Al晶粒尺寸从1460μm减小到230μm,减小了84.25%;二次支晶臂间距从28.55μm减小到15.16μm,减小了46.90%;共晶Si的形貌由粗大的针片状转变为细小的短棒状和颗粒状。随着初生α-Al和共晶Si相的细化,Al-7Si合金的抗拉强度从154 MPa增加到175 MPa,增加了13.63%;伸长率从5.83%增加到11.94%,增加了104.80%。断裂方式由穿晶断裂向沿晶断裂转变,合金的塑韧性提高。

关键词： Al-7Si合金 Al-Ti-La中间合金显微组织力学性能

铸轧铝合金带坯横纹缺陷产生原因分析及其控制

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有色金属科学与工程 2023年第6期14卷 843-849页

作者：张开宝张宏强李斌亮丁万武甘肃东兴嘉宇新材料有限公司甘肃嘉峪关735100 兰州理工大学材料科学与工程学院兰州730050

采用铜辊套双辊连续铸轧生产3系铝合金,通过分析铸轧板材横纹缺陷暗纹和亮纹的枝晶组织特点,以及铸轧过程中结晶前沿的动态变化特点,研究了铸轧生产过程中板面出现横纹缺陷的原因,并提出了控制措施。结果表明:凝固壳与轧辊表面反复接触... 详细信息

采用铜辊套双辊连续铸轧生产3系铝合金,通过分析铸轧板材横纹缺陷暗纹和亮纹的枝晶组织特点,以及铸轧过程中结晶前沿的动态变化特点,研究了铸轧生产过程中板面出现横纹缺陷的原因,并提出了控制措施。结果表明:凝固壳与轧辊表面反复接触和脱离造成轧辊对熔体的冷却不连续,从而导致带坯表层结晶的不连续,最终形成了板面横纹缺陷,而光亮晶的形成加剧了横纹缺陷的严重程度。当铸轧速度提高到一定值时,轧辊向凝固壳的靠近速度(V_(a))大于或等于凝固壳的收缩速度(Vs),初始凝固壳与轧辊表面之间不产生气隙,同时抑制光亮晶的形成,可以显著减轻甚至消除铸轧板横纹缺陷。

关键词：铜辊套铸轧横纹缺陷凝固壳嘴辊间隙弯液面光亮晶粒铸轧速度

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双辊铸轧8011铝熔体炉内精炼排杂

有色金属工程 2023年第9期13卷 48-56页

作者：李斌亮程久元丁万武刘建兴兰州理工大学材料科学与工程学院兰州730050 酒泉钢铁集团东兴铝业有限公司甘肃嘉峪关735100

依托8011铝熔体熔炼和铸轧生产线,跟踪熔体精炼过程,研究了某精炼剂在现行精炼工艺下对铝熔体中非金属夹杂的去除效果,计算精炼各阶段的夹杂去除率、熔体中含杂量及夹杂的尺寸分布。结果表明:某精炼剂在现行精炼工艺下能够去除87.95%的... 详细信息

依托8011铝熔体熔炼和铸轧生产线,跟踪熔体精炼过程,研究了某精炼剂在现行精炼工艺下对铝熔体中非金属夹杂的去除效果,计算精炼各阶段的夹杂去除率、熔体中含杂量及夹杂的尺寸分布。结果表明:某精炼剂在现行精炼工艺下能够去除87.95%的各类夹杂;炉内精炼结束后,熔体的平均含杂量约为154.55×10^(-6),且88%分布在小于5μm的尺寸范围,能够满足所生产产品的性能要求。依据对精炼剂和熔渣样品的检测分析,探究了熔剂的工作机理,熔剂与铝熔体中的夹杂接触并开始在夹杂表面渗透和扩散,直至熔剂将夹杂吞没,包裹夹杂的熔剂逐渐演化为球形并漂浮到铝熔体表面。

关键词：熔体净化精炼剂炉内精炼排杂率精炼机理

细化变质保温时间对铸态A356合金显微组织和力学性能的影响

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有色金属工程 2023年第7期13卷 31-40页

作者：胡立雯徐梅孙建英余海存丁万武兰州理工大学省部共建有色金属先进加工与再利用国家重点实验室兰州730050 兰州理工大学材料科学与工程学院兰州730050

对A356合金进行细化变质处理是提高其力学性能的重要途径之一。用新型Al-Ti-La细化剂和Al-10Sr变质剂处理A356合金熔体,研究了细化变质保温时间对铸态A356合金显微组织和力学性能的影响。结果表明,当保温时间为15 min,采用Al-Ti-La细化... 详细信息

对A356合金进行细化变质处理是提高其力学性能的重要途径之一。用新型Al-Ti-La细化剂和Al-10Sr变质剂处理A356合金熔体,研究了细化变质保温时间对铸态A356合金显微组织和力学性能的影响。结果表明,当保温时间为15 min,采用Al-Ti-La细化剂和Al-10Sr变质剂复合处理A356合金时,铸态A356合金组织中α-Al的二次枝晶臂间距由31.10μm减小到15.56μm,减小了49.96%,共晶Si形貌由粗大针片状转变为细小短棒状和颗粒状。随着α-Al和共晶Si相形貌的改善,铸态A356合金的抗拉强度由169.67 MPa提高至216.33 MPa,提高了27.50%,伸长率由4.47%提高至10.53%,提高了135.57%,合金的维氏硬度也由56.37 HV提高到62.03 HV,提高了10.04%。断裂方式由穿晶断裂向沿晶断裂转变,合金的塑韧性得到明显改善。

关键词： A356合金细化变质保温时间显微组织力学性能

添加微量Er、Zr对ZL205A合金组织性能的影响

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稀有金属材料与工程 2016年第10期45卷 2621-2627页

作者：郭廷彪张展飞丁万武袁子洲兰州理工大学省部共建有色金属先进加工与再利用国家重点实验室甘肃兰州730050 有色金属合金及加工教育部重点实验室甘肃兰州730050

通过向ZL205A合金中分别添加质量分数为0.05%,0.15%和0.25%的Er、Zr元素,研究了不同含量稀土元素在热处理前后对合金微观组织和性能的影响。结果表明,添加微量Er、Zr元素可以有效改善液态合金的流动性,细化晶粒,并促进θ相在晶界交汇处... 详细信息

通过向ZL205A合金中分别添加质量分数为0.05%,0.15%和0.25%的Er、Zr元素,研究了不同含量稀土元素在热处理前后对合金微观组织和性能的影响。结果表明,添加微量Er、Zr元素可以有效改善液态合金的流动性,细化晶粒,并促进θ相在晶界交汇处团聚;当Er、Zr添加量为0.15%时,铸态材料的力学性能较原始合金有大幅度降低,而T5处理后强度达到358 MPa,维氏硬度达到1070 MPa,延伸率2%,综合性能相对最好;T5处理能够促使合金组织和成分均匀,同时使溶质原子充分扩散,在变形过程中阻碍位错运动和亚晶界的迁移,对延伸率造成不利影响。

关键词： ZL205A 流动性微观组织力学性能