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La含量对高钛钢缓冷凝固组织及TiN析出行为的影响

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过程工程学报 2024年第7期24卷 852-862页

作者：万勇汤传圣杨光维张雪鉴温永红冶金减排与资源综合利用教育部重点实验室(安徽工业大学) 安徽马鞍山243002 宝山钢铁股份有限公司宝钢中央研究院上海201999 安徽工业大学冶金工程学院安徽马鞍山243002

本工作采用高温熔炼实验以及光学显微镜(OM)、扫描电镜(Sem)等方法,研究了四种La含量对高钛钢缓冷凝固组织及其钢中TiN析出行为的影响。结果表明,凝固冷速为0.17℃/s时,各实验钢凝固组织均为等轴晶。在低La含量(0.0013wt%)下,La体现出... 详细信息

本工作采用高温熔炼实验以及光学显微镜(OM)、扫描电镜(Sem)等方法,研究了四种La含量对高钛钢缓冷凝固组织及其钢中TiN析出行为的影响。结果表明,凝固冷速为0.17℃/s时,各实验钢凝固组织均为等轴晶。在低La含量(0.0013wt%)下,La体现出明显脱O,S,Al能力,因此其钢中主要生成LaAIO_(3),La_(2)O_(2)S;在高La含量(0.0052wt%,0.0223wt%)下,La刚开始体现出明显脱O,S,Al能力,随着O原子的大量消耗,La的脱O,S能力快速增强。因此,其钢中主要生成La_(2)O_(2)S且部分La_(2)O_(2)S会依附于先析出的LaAIO_(3),表面形核、长大。本实验钢中TiN主要析出于Liquid+δ两相区,LaAIO_(3),La_(2)O_(2)S优先于TiN析出且与TiN的错配度小是其易成为TiN异质形核核心的主要原因。当钢中La含量为0wt%,0.0013wt%,0.0052wt%,0.0223wt%时,各实验钢中等轴晶粒平均尺寸分别为354,223,154,126μm,TiN面密度为42.2,82.9,86.3,90.7个/mm^(2),TiN平均尺寸为7.8,4.6,4.5,4.4 um。

关键词：高钛钢 La处理 TiN e2em模型等轴晶

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Al_3Zr和Al_3Nb作为铝合金晶粒细化剂的晶体学研究(英文)

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Transactions of Nonferrous Metals Society of China 2014年第7期24卷 2034-2040页

作者：汪锋邱冬刘峙麟 John TAYLOR Mark eASTON 张明星 School of Mechanical and Mining engineering The University of Queensland School of Physics and Materials engineering Monash University

利用edge-to-edge matching模型从晶体学角度研究Al3Zr和Al3Nb两种金属间化合物作为铝合金晶粒细化剂的有效性。结果表明,Al3Zr和Al3Nb两种金属间化合物和铝之间的原子间距错配和面间距错配值都很小。此外,模型预测Al3Zr和Al3Nb两种金... 详细信息

利用edge-to-edge matching模型从晶体学角度研究Al3Zr和Al3Nb两种金属间化合物作为铝合金晶粒细化剂的有效性。结果表明,Al3Zr和Al3Nb两种金属间化合物和铝之间的原子间距错配和面间距错配值都很小。此外,模型预测Al3Zr和Al3Nb两种金属间化合物与铝之间存在良好的晶粒取向关系。根据模型理论可以从晶体学角度证明这两种金属间化合物对铝合金是有效的晶粒异质形核细化剂。本晶体学研究为包晶铝合金Al-Zr和Al-Nb中出现的明显晶粒细化现象提供了合理解释,同时为理解晶粒细化机理提供了新方法。

关键词：铝合金 Al3Zr Al3Nb 晶粒细化包晶晶体学 e2em模型

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Mg-Al合金晶粒细化研究进展

铸造技术 2014年第1期35卷 13-16页

作者：朱守茹付彭怀胡小禹彭立明丁文江上海交通大学轻合金精密成型国家工程研究中心上海200240

对Mg-Al合金晶粒细化的研究进展进行了综述。在理论研究方面,边-边匹配模型(e2em)成功用于预测镁合金的异质形核颗粒,相互依存理论清晰的表述了镁合金晶粒的形核与长大过程,合金平均晶粒尺寸由无形核区大小和异质形核颗粒平均间距共同决... 详细信息

对Mg-Al合金晶粒细化的研究进展进行了综述。在理论研究方面,边-边匹配模型(e2em)成功用于预测镁合金的异质形核颗粒,相互依存理论清晰的表述了镁合金晶粒的形核与长大过程,合金平均晶粒尺寸由无形核区大小和异质形核颗粒平均间距共同决定;在实验研究方面,高纯Mg-Al合金的天然形核机制来源于Al-C相的异质形核作用,而Mg-Al合金中含有Fe和Mn元素时,Al-C相的异质形核作用被破坏,Al-Fe-Mn三元相取代Al-C相起到异质形核作用。对比了Mg-Al合金不同细化方式的优缺点,指出过热处理和C细化方法是目前Mg-Al合金最有效的细化方法,并对今后Mg-Al合金晶粒细化研究的方向进行了展望。

关键词： Mg-Al合金晶粒细化 e2em模型相互依存理论

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铸造铝合金中稀土细化作用的研究

铸造铝合金中稀土细化作用的研究

作者：陈宇东南大学

学位级别：硕士

细化处理能够有效提高铸造Al-Si合金的力学性能,目前广泛使用的Al-3B中间合金细化剂在细化铸造Al-Si合金时存在两大问题：一方面不能有效细化硅含量低子4%的Al-Si合金;另一方面会与变质元素Sr发生“毒化”作用,使得变质效果与细化效果... 详细信息

细化处理能够有效提高铸造Al-Si合金的力学性能,目前广泛使用的Al-3B中间合金细化剂在细化铸造Al-Si合金时存在两大问题：一方面不能有效细化硅含量低子4%的Al-Si合金;另一方面会与变质元素Sr发生“毒化”作用,使得变质效果与细化效果均被削弱,制约了合金力学性能的提高。大量研究结果显示,稀土元素可作为铸造Al-Si合金的细化剂和变质剂,但单独添加时效果有限,细化机理等也尚未明确。因此,研究稀土元素对铸造Al-Si合金的细化作用具有重要理论意义和应用价值。本论文研究了铸造Al-Si合金中稀土元素La、细化元素B与变质元素Sr之间的相互作用。金相组织显示在Sr变质的铸造Al-11%Si合金中单独添加La不仅不能有效细化枝晶α-Al,还会削弱Sr的变质效果,导致合金的抗拉强度与延伸率下降。而联合添加La、B时,与单独添加B的Al-Si合金相比,Sr与B之间的相互“毒化”作用消失,枝晶α-Al尺寸变小、等轴化程度提高,共晶硅变质完全,合金的抗拉强度与延伸率提高。金相显微组织与拉伸试验结果均表明,联合添加La、B是最佳的细化方法。对联合添加La、B的细化手段实施长效性试验,宏微观组织均表明细化效果在保温2h后仍未衰退。对中、低硅含量的铸造Al-Si合金实施联合添加La、B的细化方法,金相显微组织显示联合添加La、B的细化效果优于单独添加B,合金的抗拉强度和延伸率均有所提高。使用温度记录仪实时记录了合金凝固过程的温度变化曲线,分析各凝固特征值发现,联合添加La、B引起了初生枝晶α-Al形核温度的升高、过冷度与再辉温度的减小,这预示着熔体中的异质形核核心数量增加;联合添加La、B引起的共晶反应温度的降低则预示着共晶硅变质效果的改善。利用Sem及eDS观察分析合金中的相组成,分析发现Sr与B之间的“毒化”现象源于的SrB6的形成,熔体中的有效Sr含量相应降低,而La的加入阻止了Sr与B之间的反应,确保熔体中的有效Sr含量足够引起共晶硅的完全变质。与此同时,在α-Al枝晶的中心处发现了LaB6颗粒,e2em模型计算结果显示LaB6与α-Al存在两种可能的位向关系：(100) Al‖(100)LaB6,[100]Al‖[100]LaB6和(110)Al||(110) LaB6, [100]Al‖[100]LaB6,表明LaB6具有成为α-Al异质形核核心的潜力。利用工业纯铝、Al-3B中间合金和LaCl3-LiCl盐熔体混合体系,制备得到了Al-La-B中间合金,XRD结果表明制得的合金中主要有AlB2、LaB6和Al11La3等相。制备的Al-La-B中间合金均对工业纯铝有一定的细化作用,其中,含有质量分数为3%La、1.5%B的中间合金M3的细化效果最好。利用Tem在中间合金M3中发现了尺寸为亚微米级别(1μm-2.5μm)的方块状LaB6颗粒和AIB2颗粒,而用M3细化的纯铝样品中则观察到子LaB6颗粒。

关键词：稀土元素La 晶粒细化 Al-Si合金 e2em模型