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电解低钛铝合金制备亚共晶Al-Si合金的组织与性能研究

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电解低钛铝合金制备亚共晶Al-Si合金的组织与性能研究

作者：孟祥永郑州大学

学位级别：硕士

本文首先介绍了铝硅合金晶粒细化的机理及常用含钛晶粒细化剂的添加方法，综述了不同含钛(硼)中间合金及钛硼质量比对铝硅合金晶粒细化效果的影响。介绍了电解加钛方式的研究现状，指出电解加钛是实现铝合金低钛合金化的一种可行的加钛... 详细信息

本文首先介绍了铝硅合金晶粒细化的机理及常用含钛晶粒细化剂的添加方法，综述了不同含钛(硼)中间合金及钛硼质量比对铝硅合金晶粒细化效果的影响。介绍了电解加钛方式的研究现状，指出电解加钛是实现铝合金低钛合金化的一种可行的加钛方式，与传统的细化方法相比，该方法具有很多明显的优势，如，成本低、污染小、钛吸收率高及分布均匀等优点。在已进行的各种研究的基础上，本文主要对电解低钛铝合金制备的亚共晶铝硅合金的组织及其力学性能进行了研究。下面是本文的主要研究内容及研究结果。 1．以纯铝和电解低钛铝合金为母材制备了Al-9％Si合金，对比研究了电解加钛、Al-5Ti和Al-5Ti-1B中间合金对纯铝制备Al-9％Si合金及Al-4B对电解低钛铝合金制备Al-9％Si合金的晶粒细化效果。结果表明，电解加钛的晶粒细化效果优于Al-5Ti中间合金对纯铝制备合金的晶粒细化效果。与不加任何细化剂的Al-9％Si合金相比，这两种细化处理合金的微观组织均有了明显细化。经Al-5Ti-1B中间合金处理的Al-9％Si合金的晶粒细化效果优于电解加钛。而向电解低钛铝合金制备Al-9％Si合金中加入Al-4B中间合金，在钛硼质量比相同的(～5：1)情况下，可获得比Al-5Ti-1B中间合金更好的晶粒细化效果。 2．对比研究了硼含量对纯铝及电解低钛铝合金制备Al-9％Si合金晶粒细化效果的影响。对于纯铝制备合金，当硼加入量为0.06％时，可获得较理想的细化效果，优于只用钛处理的细化效果;而对于电解低钛铝合金制备的合金，当硼加入量仅为0.03％时，就可以获得理想的晶粒细化效果，并且优于相同含量的硼对纯铝制备合金的细化效果。 3．优化了用Al-4B中间合金细化处理电解低钛铝合金制备Al-9％Si合金时，硼的添加比例。当钛硼质量比为5：1时，细化效果相对较好，而钛硼质量比为2.22：1时，细化效果较差。加入更多的Al-4B中间合金，虽然也能获得理想的细化效果，但增加了细化成本。综合考虑各种因素，用Al-4B中间合金细化处理电解低钛铝合金制备的铝硅合金时，将钛硼质量比控制在5：1左右是一个较理想的选择。

关键词：电解低钛铝合金 Al-Si合金晶粒细化 ZL111合金力学性能

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电解低钛铝合金晶粒细化和衰退效果的研究

电解低钛铝合金晶粒细化和衰退效果的研究

作者：范广新郑州大学

学位级别：硕士

在电解生产铝的过程中直接加钛，与传统的熔配加钛方式相比，是一种新的低钛合金化方法。本文对比研究了电解加钛，以Al-Ti和Al-Ti-B中间合金方式向工业纯铝熔配加钛的细化效果。结果表明，不同的加钛方式都对纯铝都有较强的细化作用... 详细信息

在电解生产铝的过程中直接加钛，与传统的熔配加钛方式相比，是一种新的低钛合金化方法。本文对比研究了电解加钛，以Al-Ti和Al-Ti-B中间合金方式向工业纯铝熔配加钛的细化效果。结果表明，不同的加钛方式都对纯铝都有较强的细化作用，在钛含量相同的条件下，电解加钛的晶粒细化能力明显高于熔配加Al-Ti中间合金;钛含量较低时，熔配加Al-Ti-B中间合金的细化效果略好于电解加钛，当钛含量较高时，二者的细化能力基本相当。通过对比试验的方法，研究了电解加钛与经Al-Ti、Al-Ti-B中间合金向工业纯铝熔配加钛的晶粒细化效果及其衰退行为。结果表明，在钛含量为0.10％和0.15％的条件下，电解加钛晶粒细化作用的衰退速度比熔配加钛要慢;熔配加Al-Ti-B中间合金细化晶粒作用的抗衰退能力则明显高于电解加钛和熔配加钛。试验表明：电解直接加钛和硼的晶粒细化效果很差。为了进一步探求更有效的细化效果，向电解低钛铝合金中熔配加入了Al-B中间合金。结果表明，向电解低钛铝合金中再熔配加入Al-B中间合金，可明显改善晶粒细化效果，尤其在较低的钛含量时表现得非常明显;同时发现B对电解低钛铝合金的晶粒细化衰退行为的影响显著：Al-B中间合金可有效提高电解低钛铝合金的细化效果和抗衰退能力，并使其大大高于电解加钛和熔配加钛，也明显高于熔配加Al-Ti-B中间合金。文章就硼对电解低钛铝合金的晶粒细化和抗衰退行为的影响进行了分析。对Ti在电解低钛铝合金中的分布进行了研究，结果显示，电解低钛铝合金中的Ti，在经过一段时间保温后，随高度的分布只是略微的下降，并没有明显的聚集和沉淀。

关键词：电解低钛铝合金熔配中间合金晶粒细化衰退

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电解低钛铝合金微观组织的高分辨研究

电子显微学报 2006年第B8期25卷 130-131页

作者：王文焱谢敬佩李伟刘忠侠董新平郑州大学材料物理教育部重点实验室河南郑州45005 河南科技大学材料科学与工程学院河南洛阳471003

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电解低钛铝合金微观组织的高分辨研究

电子显微学报 2006年第S1期 144-145页

作者：王文焱谢敬佩李伟刘忠侠董新平郑州大学材料物理教育部重点实验室河南科技大学材料科学与工程学院

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电解低钛铝合金微观组织的分析

材料开发与应用 2006年第3期21卷 1-3,22页

作者：李伟谢敬佩王文焱刘忠侠董新平河南科技大学材料科学与工程学院河南洛阳471003 郑州大学材料物理教育部重点实验室河南郑州450052

通过X射线衍射、SEM和TEM分析,研究了电解低钛铝合金和熔配加钛铝合金在铸造状态和热处理状态的微观组织。在6009铝合金中,球形Mg2Si是主要强化相,电解加钛铝合金时效过程调幅分解明显。在电解低钛铝合金中,球形Mg2Si分布更为弥散、均... 详细信息

通过X射线衍射、SEM和TEM分析,研究了电解低钛铝合金和熔配加钛铝合金在铸造状态和热处理状态的微观组织。在6009铝合金中,球形Mg2Si是主要强化相,电解加钛铝合金时效过程调幅分解明显。在电解低钛铝合金中,球形Mg2Si分布更为弥散、均匀。结果表明,电解低钛铝合金的性能和组织优于熔配加钛铝合金。

关键词：电解低钛铝合金时效 Mg2Si 调幅分解

硅相形貌对电解低钛铝合金制备A356合金力学性能的影响

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硅相形貌对电解低钛铝合金制备A356合金力学性能的影响

作者：戴洪尚郑州大学

学位级别：硕士

本文首先介绍了一种全新的铝合金加钛方法——电解加钛,并将用此方法生产的电解低钛铝合金应用于制备A356合金,研究了该A356合金在热处理过程中的组织和性能的变化规律。研究了电解低钛铝合金制备的A356合金在535℃下固溶处理过程中,... 详细信息

本文首先介绍了一种全新的铝合金加钛方法——电解加钛,并将用此方法生产的电解低钛铝合金应用于制备A356合金,研究了该A356合金在热处理过程中的组织和性能的变化规律。研究了电解低钛铝合金制备的A356合金在535℃下固溶处理过程中,随着保温时间的延长,共晶硅相形貌的变化。定量分析了硅颗粒的形貌几何参数,得出不同几何参数随固溶时间的变化曲线。结果显示:经过1小时的固溶处理,硅颗粒的长径平均值和长短径比值急剧下降到接近最小值,然后,随固溶时间的延长不再有明显变化;硅颗粒的短径基本上是随着固溶时间的延长而增加;平均直径的变化是先减小,在2小时左右到达最小值,然后,随着固溶时间的延长而增大。分析了硅相形貌几何参数的概率密度分布,结果表明:长径、平均直径和长短径比的分布集中度随着固溶时间的延长而提高,其中,长径和长短径比的分布集中度变化明显,并在固溶2—4小时较高,因此,固溶处理较佳的保温时间为2-4小时,这可使共晶硅相获得较好的细化和球化效果,且具有较高的分布集中度。研究了试验合金在535℃下固溶处理不同时间,但时效条件均为165℃×8h时,拉伸性能随固溶时间的变化规律,结果发现,固溶处理3—4h时的拉伸强度与固溶处理6—8h的拉伸强度基本相当,这与硅颗粒的变化规律相符合,而屈服强度随固溶处理时间变化不大;还研究了该A356合金在535℃固溶处理3小时后,在165℃下时效时,随着时效时间的延长拉伸性能的变化规律:随着时效时间的延长,合金的强度升高,塑性下降。因此,由电解低钛铝合金制备的A356合金,在535℃下经过3小时的固溶处理,并在165℃下保温时效2-4小时左右时即可达到较佳的强度塑性配合。研究了电解低钛铝合金制备的A356合金硅颗粒形貌的变化对其疲劳性能和断裂韧性的影响,结果表明:疲劳裂纹的萌生寿命并不随着固溶时间的延长而单调变化,在固溶处理4小时左右时具有较高的疲劳裂纹萌生寿命,这与此时硅颗粒形貌较好、合金强塑性较高有关。研究了硅颗粒形貌的变化对疲劳裂纹扩展速

关键词：电解低钛铝合金 A356合金共晶硅相疲劳裂纹扩展断裂韧性

热处理工艺对电解低钛变形铝合金组织和性能的影响

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热处理工艺对电解低钛变形铝合金组织和性能的影响

2006年全国功能材料学术年会

作者：王文焱谢敬佩李伟刘忠侠闫华张慧敏郑州大学物理工程学院材料物理教育部重点实验室河南科技大学材料科学与工程学院

运用电子拉伸、扫描电镜、透射电镜,研究了电解低钛变形铝合金不同预时效和烘烤工艺下的力学性能、拉伸断口、析出相形貌。结果表明,固溶处理加适当的预时效、烘烤工艺可提高铝合金板材的性能,水淬之后立刻进行短时预时效可以使过饱和... 详细信息

运用电子拉伸、扫描电镜、透射电镜,研究了电解低钛变形铝合金不同预时效和烘烤工艺下的力学性能、拉伸断口、析出相形貌。结果表明,固溶处理加适当的预时效、烘烤工艺可提高铝合金板材的性能,水淬之后立刻进行短时预时效可以使过饱和固溶体中溶质的分布不均匀,抑制随后自然时效的硬化效果,减轻淬火后停留时间对合金机械性能的影响;预时效过程形成的大量的β"棱心,在随后的人工时效时,将促进β" 相的均匀析出,从而产生明显的烤漆硬化效应。

关键词：热处理工艺电解低钛铝合金组织性能

来源： cnki会议评论

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电解低钛6009铝合金板材组织的研究

铸造技术 2006年第4期27卷 370-373页

作者：李伟谢敬佩王文焱刘忠侠张慧敏闫华河南科技大学材料科学与工程学院河南洛阳471003 郑州大学材料物理教育部重点实验室河南郑州450052

通过X射线、SEM和TEM分析,研究了电解低钛铝合金和熔配加钛铝合金在铸造状态、轧制状态和热处理状态的组织。在6009铝合金中,球形Mg2Si是主要强化相,熔配加钛合金时效过程调幅分解明显。在电解低钛铝合金中,球形Mg2Si分布更为弥散、均... 详细信息

通过X射线、SEM和TEM分析,研究了电解低钛铝合金和熔配加钛铝合金在铸造状态、轧制状态和热处理状态的组织。在6009铝合金中,球形Mg2Si是主要强化相,熔配加钛合金时效过程调幅分解明显。在电解低钛铝合金中,球形Mg2Si分布更为弥散、均匀。结果表明:电解低钛铝合金的性能优于熔配加钛铝合金。

关键词：电解低钛铝合金时效 MR2Si 调幅分解

电解加钛铝合金的晶粒细化及其制备铝-硅合金的组织和性能

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轻合金加工技术 2005年第5期33卷 21-24,28页

作者：王三军王明星刘志勇刘忠侠宋天福翁永刚左秀荣郑州大学物理工程学院河南郑州450052

研究了电解加钛的晶粒细化作用,与AlTi和AlTiB细化剂对纯铝的晶粒细化效果进行了比较;对用电解低钛铝合金制备的A356合金和由纯铝制备并用AlTi或AlTiB细化处理的A356合金的组织与性能进行了对比研究;进行了利用工业铝电解槽生产的电解... 详细信息

研究了电解加钛的晶粒细化作用,与AlTi和AlTiB细化剂对纯铝的晶粒细化效果进行了比较;对用电解低钛铝合金制备的A356合金和由纯铝制备并用AlTi或AlTiB细化处理的A356合金的组织与性能进行了对比研究;进行了利用工业铝电解槽生产的电解低钛铝合金熔体直接生产A356合金的工业试验。结果表明:电解加钛具有显著的晶粒细化作用,其细化能力与AlTiB的相当,明显优于AlTi中间合金的。在试验室条件下,用电解低钛铝合金制备的A356合金与纯铝制备并用中间合金细化处理的A356合金的拉伸性能相当;将电解低钛铝合金熔体直接用于铝硅合金的生产是可行的,并具有节约能源,细化处理工艺简单,产品质量良好的特点。

关键词：电解低钛铝合金晶粒细化 A356合金工业试验