AlB中间合金对电解低钛铝制备的变形合金及铸造合金的组织细化

论文摘要

目前，对铝及其合金的晶粒细化主要采用向合金熔体中添加AlTi、AlTiB中间合金的方式进行，但这些中间合金还存在着诸如生产工艺复杂、价格昂贵、抗衰退能力差等缺陷。电解加钛是一种新的加钛方式，理论和实践证明，这种加钛方式不仪生产工艺简单、成本低廉，而且具有良好的晶粒细化效果。向电解低钛铝熔体中加入适量的AlB中间合金可以显著提高电解加钛的晶粒细化作用。但是，AlB中间合金对电解低钛铝制备合金的晶粒细化作用还有待深入研究。为此，本文研究了AlB中间合金对电解低钛铝制备的变形及铸造合金的晶粒细化作用，主要进行了如下几方面研究工作。1对比研究了AlB中间合金对纯铝和电解低钛铝制备的6009变形合金的晶粒细化的影响。结果表明：AlB中间合金对纯铝制备的6009合金的晶粒细化效果较差，而对电解低钛铝制备的6009合金有良好的细化作用。对于电解低钛铝制备的6009合金，在Ti含量一定时，合金的晶粒尺寸随B／Ti质量比的增大而减小，当B／Ti质量比达到1∶5时，细化效果最好；而在B／Ti比为1∶2.22（TiB2的化学计量比）时，晶粒明显粗化，这表明熔体中的B与Ti完全反应生成了TiB2粒子，而TiB2单独存在时不能起很好的晶粒细化作用，但对晶粒的生长有一定的阻碍作用，使得合金的晶粒仍有一定的细化；继续增加B含量，使B／Ti比为大于1∶2.22时，合金晶粒尺寸又缓慢下降，但总体而言，细化效果很差。2研究了块状Al5Ti1B和棒状Al5Ti1B中间合金对纯铝制备的6009变形合金的晶粒细化作用，并与AlB中间合金（按B／Ti质量比1∶5加AlB）对电解低钛铝制备6009合金的晶粒细化作用进行了对比。结果表明：三种细化方法对合金都有良好的细化作用；但相较而言，棒状Al5Ti1B中间合金对6009合金的晶粒细化能力最强，块状Al5Ti1B中间合金次之，用AlB中间合金细化电解低钛铝制备的合金时，晶粒细化效果较差。3对比研究了AlB中间合金对纯铝和电解低钛铝制备的A356铸造合金的晶粒细化。结果表明：AlB中间合金对这两种方法制备的A356合金都有很好的晶粒细化作用，而且随着B含量的增加，细化效果增强。对电解低钛铝制备的A356合金而言，当Ti含量小于0.10％时，AlB中间合金对电解低钛铝和纯铝制备的A356合金的晶粒细化效果相当，但当Ti含量较高时，合金晶粒尺寸反而较大，这表明电解加入的Ti在用AlB中间合金细化A356合金过程中并不起明显作用。综上所述，AlB中间合金对电解低钛铝制备的Al-Mg-Si变形合金有良好的晶粒细化作用，对电解低钛铝制备的A356铸造合金也保持良好的细化效果。这种细化处理工艺为变形铝合金的晶粒细化提供一条新的途径。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第一章 引言
• 1.1 铝及其合金的晶粒细化
• 1.1.1 铝合金的晶粒细化对组织及性能的影响
• 1.1.2 晶粒细化常用的方法及存在的问题
• 1.1.3 晶粒细化理论
• 1.2 AlB中间合金对铝合金的组织细化
• 1.3 电解低钛铝合金研究进展及现状
• 1.4 本文研究的主要内容
• 第二章 AlB中间合金对电解低钛铝制备6009变形合金的晶粒细化
• 2.1 引言
• 2.2 试验材料及试验方法
• 2.3 试验结果
• 2.3.1 AlB中间合金对纯铝制备6009合金的晶粒细化
• 2.3.2 AlB中间合金对电解低钛铝制备6009合金的晶粒细化
• 2.3.3 B/Ti质量比对电解低钛铝制备6009合金晶粒细化的影响
• 2.4 试验结果的分析与讨论
• 2.5 本章小结
• 第三章 加钛方式对6009变形合金晶粒细化的影响
• 3.1 引言
• 3.2 试验材料和试验立法
• 3.3 试验结果
• 3.4 试验结果的分析与讨论
• 3.5 本章小结
• 第四章 AlB中间合金对电解低钛铝制备A356合金的晶粒细化
• 4.1 引言
• 4.2 试验材料及试验方法
• 4.3 试验结果
• 4.3.1 AlB中间合金对纯铝制备A356合金的晶粒细化
• 4.3.2 AlB中间合金对电解低钛铝制备A356合金的晶粒细化
• 4.3.3 过量硼对A356合金晶粒细化的影响
• 4.4 试验结果的分析与讨论
• 4.5 本章小结
• 第五章 结论
• 参考文献
• 攻读硕士期间发表文章
• 致谢