Al-Ti-C和Al-Ti-B对活塞用共晶铝硅合金力学性能的影响

杆状Al-5Ti-1B中间合金的组织形貌及对铝合金晶粒细化效果研究路丽英;孙博晗;韩颖;陈雷【摘要】采用光学显微镜、扫描电镜、能谱分析等手段对比分析了四个不同厂家生产的Al-5Ti-1B杆状晶粒细化剂的化学成分、组织及对铝合金的细化效果.结果表明,1#杆状Al-5Ti-1B晶粒细化剂成分达到YS/T447.1-2011标准中A等Al-5Ti-1B中间合金的要求,与其他三种Al-5Ti-1B晶粒细化剂相比具有最优的晶粒细化效果.【期刊名称】《铝加工》【年(卷),期】2019(000)002【总页数】4页(P15-18)【关键词】Al-5Ti-1B;晶粒细化;组织;中间合金【作者】路丽英;孙博晗;韩颖;陈雷【作者单位】东北轻合金有限责任公司,哈尔滨150060;中南大学材料科学与工程学院,长沙410083;航天海鹰(哈尔滨)钛业有限公司,哈尔滨150028;东北轻合金有限责任公司,哈尔滨150060;东北轻合金有限责任公司,哈尔滨150060【正文语种】中文【中图分类】TG133;TG2920 前言铝钛硼丝是铝加工企业广泛使用的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，全世界约有75%的铝加工材和铸造铝产品在铸造过程中需要添加铝钛硼合金晶粒细化剂［1-3］。

目前，从英国LSM公司、美国KBM公司等，进口的Al-Ti-B晶粒细化剂的特点是细化效果好，Ti和B的利用率高，可减少细化剂用量；细化剂均匀分布，细化效果稳定连续，可实现细化处理的自动化，可降低TiB2粒子的聚集沉淀倾向等，已广泛为工业化生产企业所采用。

国内生产的Al-Ti-B中间合金（丝）细化剂，同进口产品相比，具有价格优势，但由于生产条件和技术水平的限制，产品质量参差不齐，主要体现在B含量低，纯净度差等，从而影响晶粒细化剂对铝合金细化效果的稳定性[4]。

因此，本文结合现有的生产条件，采用模拟细化试验的方法，研究了不同生产厂提供的杆状铝钛硼晶粒细化剂的微观组织及其对铝合金细化效果的影响，对铝合金晶粒细化剂质量进行初步的比较与评价，为工业生产条件下优选晶粒细化剂提供实验依据。

第19卷第4期2020年12月材料与冶金学报Journal of Materials and MetallurgyVol. 19 No. 4Dec. 2020doi ： 10. 19196/j. cdi. 1671-6622. 2022. 04. 008原位生成TiB 2颗粒对活塞用铝合金微观结构和性能的影响高晓波9范吉超9孟现长9曹卓坤2,徐云庆9张国华1(6滨州渤海活塞有限公司，山东滨州256604； 2.东北大学冶金学院，沈阳116819)摘要：在活塞用铝合金中，通过熔盐反应法原位生成Ta ?颗粒制备成铝基复合材料，重点研究了原位生 成Ta 颗粒质量分数对活塞用铝合金微观结构、力学性能和耐磨性能的影响.实验结果表明，采用熔盐反应法结合高强电磁搅拌技术可在铝合金内原位生成亚微米级Ta 颗粒.当T ：2颗粒质量分数由9 4%增加 至7.4%时，铝基体晶粒显著细化，富铁相由针状转化为块状，铝基复合材料的常温力学性能显著提升.高温拉伸实验结果表明，原位生成Ta 颗粒可显著提升铝合金的高温强度保持率，354 t 时保温94 h 后，铝基复合材料的屈服强度较活塞用铝合金高35%.摩擦实验结果表明，T i B 2颗粒的加入可使活塞用铝合金的 磨损量降低74%.关键词：活塞用铝合金；Ta ：颗粒；原位生成；摩擦中图分类号：TB 333； TU 619. 4 文献标识码：A 文章编号：1679-6624(2424)44-4277-45Influence of iB-situ TiB 2 particles on microstructure andproperties of aleminiem alloy for pistonGao Xiaobo 9， Fan Jichao 9， Meng Xianchang 9， Cao Zhuokun 2，Xu Yunqing 1， Zhang Guohua 1((.Binzhou. BoHoi Piston Co . ， LTD . ， Einzhou 25660。

Al-Ti-C-B中问合金对高铝锌基合金组织和性能的影响田长文【摘要】This paper addressed the effects of AI-6.53Ti-0.3C-0.46B master alloy （Ti： C 〉 4： 1） on the microstructure and mechanical properties of high aluminum-zinc-based alloy. Experimental results show that the addition of the master alloy can significantly refine the microstructure of the high aluminum-zinc-based alloy. The shape of a primary ~ phase grain changes from coarse dendrite into fine and uniform equiaxed crystal. The average size of equiaxed crystal is 30 -50 wm. The extension rate of the alloy increases from t. 7% to ]0.0% and the tensile strength is about 410 MPa in the condition of sand casting （SC）. The extension rate of the alloy increases from ]. 0% to ]6.0% and the tensile strength is about 407 MPa in the condition of permanent mold casting （PMC）. Its tensile strength does not significantly increase though its microstructure is obviously refined. Its refinement mechanism is the increase of heterogeneous nucleus due to the addition of AI-Ti-C-B master alloy.%研究了A1-6．53Ti-0．3C-0．46B中间合金（Ti：C〉4：1）对高铝锌基合金的组织和性能的影响，结果表明，加入适量的中间合金可显著细化合金的显微组织，初生富铝Or．相从粗大的树枝晶转变为细小均匀等轴晶，等轴晶尺寸30-50μm。

作者简介：孙自鹏（1985-），男，重庆人，工程师，主要从事铝合金熔铸工艺研究。

收稿日期：2022-08-29浅谈Al-Ti-C 与Al-Ti-B 细化剂对7050合金铸锭的影响孙自鹏，张欢欢，罗德维（西南铝业(集团)有限责任公司，重庆401326）摘要：7050铝合金大量应用于航空航天结构件，在生产过程中熔铸工序的铸锭组织对最终产品质量有决定性影响。

为了解不同晶粒细化剂对7050合金铸锭组织的影响规律，采用金相显微镜、扫描电镜等检测手段，分析了Al-Ti-C 与Al-Ti-B 两种细化剂对7050合金铸锭低倍晶粒度、显微疏松以及显微组织的影响。

结果表明：Al-Ti-B 在线细化能力优于Al-Ti-C ；Al-Ti-C 在线细化铸锭的显微疏松尺寸稍低于Al-Ti-B 在线细化的铸锭；Al-Ti-B 在线细化铸锭的富铁相呈针状形貌，而Al-Ti-C 在线细化铸锭的富铁相形貌主要呈块状形貌。

关键词：Al-Ti-C 丝；Al-Ti-B 丝；在线细化剂；晶粒度；显微疏松；富铁相中图分类号：TG146.21文献标识码：A文章编号：1005-4898（2023）02-0025-06doi：10.3969/j.issn.1005-4898.2023.02.050前言7050铝合金作为可热处理强化的变形铝合金，具有高韧性、高疲劳强度、高抗拉强度等综合优异性能，被大量作为航空航天上多种主承力构件用材。

铝合金铸锭组织具有遗传性质，前期铸态组织影响后续成品综合性能，晶粒细化是控制铸锭组织、改善材料性能的一个重要手段。

目前，在线添加Al-Ti-C 或Al-Ti-B 丝细化剂仍然是铝合金晶粒细化效果最好、实用性最强的方法。

其细化机理是TiAl 3在铝熔体中不稳定，易溶解，溶质Ti 原子易向TiB 2或者TiC 颗粒上富集，这种富Ti 的表面层在随后的冷却中发生包晶反应使α-Al 形核，从而起到异质形核细化晶粒的效果。

为了细化铸锭组织，提高后续成品综合性能，冶金工作者对各种在线细化剂做了大量的研究工作。

Ti合金对活塞铝合金微观组织及力学性能的影响
曹宇;刘世英;姜殿昌;冯增建;王君;梁乘鹏
【期刊名称】《内燃机与配件》
【年(卷),期】2024()2
【摘要】本研究以Al-Si-Mg-Cu-Ni系活塞铝合金为研究对象,通过不同含量的Ti 元素的添加,制备了不同成分的试验合金。

采用SEM和EDX等方法研究了不同Ti 含量的添加对合金的组织的影响,采用常温和高温拉伸试验机研究了不同Ti含量的添加对合金的力学性能的影响,研究表明:Ti元素的存在可以使合金的晶粒得到细化,合金的二次枝晶间距及初生Si的尺寸均随着Ti元素含量的增加而减小,且由于Ti 元素所形成的沉淀相增加了活塞铝合金的强化相的联结性,从而增强了合金的力学性能;0.1%是最优化的Ti合金添加量。

【总页数】3页(P42-44)
【作者】曹宇;刘世英;姜殿昌;冯增建;王君;梁乘鹏
【作者单位】山东省高端铝共同体管理运营有限公司;呼伦贝尔学院;滨州渤海活塞有限公司;内蒙古工业大学
【正文语种】中文
【中图分类】TG146.21
【相关文献】
1.Al-Ti-C 和 Al-Ti-B 对7050铝合金微观组织与力学性能的影响
2.钇对Ti-
Ti_5Si_3共晶合金微观组织和力学性能的影响(英文)3.Ti对新型耐热铝合金微观组
织和高温力学性能的影响4.镀锌量对低合金钢/5052铝合金感应静压焊接头微观组织与力学性能的影响5.Al_(2.5)Cu_(0.5)Ti中间合金对Al-7Si合金微观组织和力学性能的影响
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第15卷第8期精密成形工程2023年8月JOURNAL OF NETSHAPE FORMING ENGINEERING81Al-5Ti-1B加入速度对8079合金铸轧铝板坯组织及力学性能的影响刘明岗（河南机电职业学院智能工程学院，郑州 451191）摘要：目的优化晶粒细化剂Al-5Ti-1B的加入速度，以改善8079铝合金铸轧板坯质量。

方法用电解铝液配料直接铸轧生产8079铝合金铸轧板坯，采用光学显微镜（OM）、扫描电子显微镜（SEM）和电子万能力学实验机等手段，研究了在晶粒细化剂Al-5Ti-1B加入速度（175、185、195、205 mm/min）不同时铝合金铸轧板坯显微组织和力学性能的变化规律，并对其影响机理进行了探讨。

结果随着晶粒细化剂Al-5Ti-1B 加入速度的增大，铸轧板坯晶粒尺寸先急剧减小后趋于平缓，其抗拉强度和断后伸长率先增大后减小。

当加入速度为175 mm/min时，铸轧板坯晶粒尺寸约为110 μm，其抗拉强度和断后伸长率分别为113.0 MPa和22%；当加入速度为185~195 mm/min时，铸轧板坯晶粒细小、分布均匀，尺寸为57~59 μm，其抗拉强度不低于134.3 MPa，断后伸长率不低于36.0%；当加入速度为205 mm/min时，铸轧板坯晶粒尺寸变化不大，尺寸约为56 μm，但在基体组织中开始出现偏析聚集现象，力学性能急剧下降，抗拉强度仅为89.7 MPa，断后伸长率仅为16.7%。

能谱检测结果表明，铸轧板坯夹杂缺陷主要由Ti、Al、O、Fe和Si等元素组成，夹杂缺陷的存在破坏了基体组织的连续性。

结论当晶粒细化剂Al-5Ti-1B的加入速度为185~195 mm/min时，8079铝合金铸轧板坯具有更优的显微组织和力学性能。

关键词：8079铝合金；铸轧板坯；Al-5Ti-1B加入速度；显微组织；力学性能DOI：10.3969/j.issn.1674-6457.2023.08.010中图分类号：TG249.9 文献标识码：A 文章编号：1674-6457(2023)08-0081-08Effect of Al-5Ti-1B Addition Rate on Microstructure and Mechanical Propertiesof 8079 Aluminum Alloy Cast-rolling Plate BlankLIU Ming-gang(School of Intelligent Engineering, Henan Mechanical and Electrical Vocational College, Zhengzhou 451191, China)ABSTRACT: The work aims to optimize the addition rate of grain refiner Al-5Ti-1B to improve the quality of 8079 aluminum alloy cast-rolling plate blank. The 8079 aluminum alloy cast-rolling plate blank was produced by direct casting and rolling with electrolytic aluminum solution. Effects of different addition rates (175, 185, 195, 205 mm/min) of grain refiner Al-5Ti-1B wire on the microstructure and mechanical properties of aluminum alloy cast-rolling plate blank were studied with an optical micro-收稿日期：2023-01-16Received：2023-01-16基金项目：河南省高等学校重点科研资助项目（22B430022）Fund：Key Research Funding Projects for Higher Education Institutions in Henan Province(22B430022)作者简介：刘明岗（1981—），男，硕士，讲师，主要研究方向为铝合金加工技术。

Al-B-N中间合金对1070铝合金力学性能及导电性的影响张邦冉;马霞;刘桂亮;刘相法【摘要】目的研究Al-B-N中间合金对1070铝合金力学性能和导电性的影响.方法向1070铝合金熔体中添加适量Al-B-N中间合金,借助其中的纳米AlN颗粒(AlNP)强化铝基体,同时以AlB2相去除铝中降低导电率的过渡族金属元素(如Zr,Cr,V等).结果添加质量分数为2%的Al-B-N中间合金,1070铝合金强度由66 MPa提高至85 MPa,导电率由60.14%IACS提升至62.12%IACS,较未添加之前分别提高了28.8%和3.2%,此时合金伸长率为35.8%.结论适量Al-B-N中间合金可以同时提高1070铝合金抗拉强度与导电率,实现协同强化.【期刊名称】《精密成形工程》【年(卷),期】2017(009)005【总页数】6页(P44-49)【关键词】Al-B-N中间合金;工业纯铝;AlN;力学性能;导电率【作者】张邦冉;马霞;刘桂亮;刘相法【作者单位】山东大学材料液固结构演变与加工教育部重点实验室,济南 250061;山东大学材料液固结构演变与加工教育部重点实验室,济南 250061;山东吕美熔体技术有限公司,济南 250061;山东大学材料液固结构演变与加工教育部重点实验室,济南 250061【正文语种】中文【中图分类】TG292铝及其合金由于具有密度小、塑性好、加工性能优异、导电性能良好等优点，被广泛应用于电线电缆行业中[1—2]，且由于成本较低，使其成为替代铜合金作为电线电缆的首选材料，以实现“以铝节铜”[3—4]。

相比铜合金，铝合金在性能方面有一些天然的不足，现有硬铝线的导电率虽然有61%IACS（国际标准退火铜），但是其抗拉强度仅能到退火铜的一半，这就大大限制了铝合金导线的使用。

为了改善这一现状，人们通过多种方式来提高铝材强度，但抗拉强度与导电率往往不能够兼得，合金强度得到提高的同时，往往会大幅降低合金导电率[5—6]。

添加Al-Ti-B中间合金来改善氧化铝基陶瓷材料的性能摘要：在最近的工作中，提出一种改善的氧化铝基陶瓷材料性能的新的技术，在此技术中，其中的Al，Al3Ti和TiB2是以Al-Ti-B中间合金的形式掺入Al2O3基陶瓷材料中的。

复合材料Al2O3/TiB2/AlN/TiN是通过快速液相烧结技术生产出来的，在这些新相中，例如AlN和TiN是通过发生在Al，Ti和N2（保护气氛）之间的化学反应制备的。

讨论了复合材料Al-Ti-B体积含量与致密化速率之间的函数关系。

检测了复合材料的基本性能，如硬度，断裂韧性和弯曲强度。

分析了Al-Ti-B中间合金的体积含量与氧化铝基复合材料力学性能之间的关系。

研究了断裂机制对力学性能的影响以及Al-Ti-B中间合金的细化性能。

关键词：复合材料；Al2O3；Al-Ti-B中间合金；细化性能1 前言氧化铝有一些特殊性能，如高硬度，良好的化学惰性，高耐磨性和低成本，正吸引高级工程应用相当大的兴趣，如耐火材料，研磨，切削工具，和高温轴承。

然而，单片Al2O3脆性限制了它在工程中的应用。

如何提高单片氧化铝的抗弯强度和断裂韧性，已经是很多年的一个重要课题[1-8]。

研究人员试图通过添加金属间化合物例如，Fe3Al[9]，Fe-Al[10]，AlTiC[11]到氧化铝基中，来提高单片氧化铝的机械性能，并且获得了许多有意义的结果。

Al-Ti-B中间合金低价格允许其广泛应用于铝及其合金[12,13]的细化技术中。

然而，很少有文章报道Al-Ti-B中间合金细化氧化铝基陶瓷材料中的应用。

蔡[14]等人认为这是在Al和N2的烧结反应过程中生成，可以明显改善Al2O3力学性能TiC复合材料。

作为添加物，TiN[15,16]和TiB2[17,18]也在强化氧化铝基复合材料中扮演重要角色。

Al-Ti-B中间合金由Al，Al3Ti和TiB2几相[19]组成，以不同的体积含量加入到氧化铝基陶瓷材料中，N2作为过程中热压烧结保护气氛。

Al-5Ti-B对过共晶Al-18Si合金的变质效果刘靓;李凯良;刘亚;吴长军;苏旭平;王建华【摘要】采用Al-5Ti-B变质剂对过共晶Al-18Si合金进行反向变质处理,用光学显微镜观察合金的组织与形貌,研究变质剂加入量、变质温度和冷却速度对初晶硅的尺寸、形态和面积分数以及共晶组织的影响.研究表明:当Al-5Ti-B加入量(质量分数)为0.3%时,变质处理后Al-18Si合金中的初晶硅和共晶硅尺寸明显减小,初晶硅的面积分数减小;与其相比,变质剂加入量增加到0.6%时,初晶硅尺寸变化不明显,但共晶硅进一步细化;随冷却速率降低,变质处理后Al-18Si合金中初晶硅相的数量减少,但Si颗粒尺寸明显增大,并且共晶硅细化;与Al-18Si合金在720℃变质相比,该合金在780℃变质处理时,初晶硅的尺寸增大,但初晶硅的面积分数显著减小;合金在850℃变质处理后初晶硅的尺寸、面积分数都比720℃变质处理后明显减小;随变质温度升高,Al-Si合金中的共晶硅明显细化.【期刊名称】《粉末冶金材料科学与工程》【年(卷),期】2016(021)001【总页数】6页(P59-64)【关键词】过共晶铝硅合金;初晶硅;共晶硅;反向变质;变质机理【作者】刘靓;李凯良;刘亚;吴长军;苏旭平;王建华【作者单位】常州大学江苏省光优科学与工程协同创新中心,常州 213164;常州大学江苏省光优科学与工程协同创新中心,常州 213164;常州大学江苏省光优科学与工程协同创新中心,常州 213164;常州大学江苏省光优科学与工程协同创新中心,常州 213164;常州大学江苏省光优科学与工程协同创新中心,常州 213164;常州大学江苏省光优科学与工程协同创新中心,常州 213164【正文语种】中文【中图分类】TG292硅含量(质量分数，下同)为17%~26%的过共晶铝硅合金，由于其密度和线膨胀系数较小、体积稳定性和耐磨性好，是一种十分理想的发动机活塞材料，得到广泛应用[1−2]。

第39卷第7期2014年7月HEAT TＲEATMENT OF METALS Vol.39No.7July2014Al-Ti-C中间合金的制备及其在4032铝合金中的应用张静，赵婧婧，杜勇（重庆大学材料科学与工程学院，重庆400044）摘要：采用元素直接合成法，以工业纯铝、钛屑及石墨颗粒为原料制备Al-Ti-C中间合金，研究和评价了Al-Ti-C中间合金的显微组织及其对4032铝合金铸态组织和活塞模锻件组织的影响。

结果表明，制备的Al-Ti-C中间合金由Al基体、长条状Al3Ti相和细小粒状TiC相，以及少量的游离C组成。

将其应用于4032铝合金中，起到了明显的铸态晶粒细化效果。

用该合金制备的活塞模锻件，显微组织和性能优良。

关键词：Al-Ti-C中间合金；晶粒细化；Al-Si合金中图分类号：TG146．21文献标志码：A文章编号：0254-6051（2014）檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴07-0043-04算结果可知，在本试验条件下，晶粒粗化温度T GC与析出相NbC的完全固溶温度T s之间相差200ħ左右，公式表示为：T GC=T s－200。

即高于T GC温度时，第二相粒子大量溶解，不能钉扎晶界，奥氏体晶粒长大。

4结论1）在20CrMnTiH齿轮钢中添加微量Nb，可有效抑制奥氏体晶粒的长大，在一定范围内，随着Nb含量的增加，晶粒细化效果越明显。

2）随着Nb含量的增加，晶粒粗化温度增大。

在保温时间为1h的条件下，每增加0．03%Nb，晶粒粗化温度提高50ħ。

3）Nb的析出相对奥氏体晶粒长大具有明显的抑制作用，在晶粒粗化温度以下加热时可以保持晶粒细小；当超过其温度，Nb析出相的数量因溶解而大大降低，对晶界的钉扎作用消失，奥氏体晶粒长大。

参考文献：［1］Priadi D，NapitupuluＲA M，Siradj E S．Austenite grain growth calculation of0．028%Nb steel［J］．Journal of Mining and Metallurgy，Section B：Metallurgy，2011，47（3）：199-209．［2］刘燕，王毛球，樊刚，等．含铌齿轮钢的晶粒长大动力学［J］．钢铁研究学报，2008，20（11）：37-42．［3］Alogab K A，Matlock D K，Speer J G，et al．The influence of niobium microalloying on austenite grain coarsening behavior of Ti-modified SAE 8620steel［J］．ISIJ international，2007，47（2）：307-316．［4］马莉，王毛球，董翰．微合金化渗碳齿轮钢的研究进展［J］．特殊钢，2008，29（4）：28-30．［5］雍歧龙，马鸣图，吴宝榕．微合金钢-物理和力学冶金［M］．北京：机械工业出版社，1989．［6］Stas＇koＲ，Adrian H，Adrian A．Effect of nitrogen and vanadium on austenite grain growth kinetics of a low alloy steel［J］．Materials Characterization，2006，56（4-5）：340-347．［7］万德成，蔡庆伍，余伟，等．含Nb中碳钢加热过程中的奥氏体晶粒长大规律［J］．金属热处理，2013，38（4）：12-15．［8］Narita K．Physical chemistry of the groups IVa（Ti，Zr），Va（V，Nb，Ta）and the rare earth elements in steel［J］．Trans ISIJ，1975，15：145-152．［9］雍岐龙．钢铁材料中的第二相［M］．北京：冶金工业出版社，2006．Synthesis of Al-Ti-C master alloy and its application in4032aluminium alloyZhang Jing，Zhao Jingjing，Du Yong（College of Materials Science and Engineering，Chongqing University，Chongqing400044，China）Abstract：Al-Ti-C master alloy were synthesized by commercial-purity Al billet，Ti powder and graphite particles．The microstructure of the Al-Ti-C master alloy was studied．The grain refinement effects of the master alloy on the as-cast microstructure of4032aluminium alloy and the microstructure of mould forging piston fabricated by4032aluminium alloy were evaluated．The results show that Al-Ti-C master alloy is composed of Al matrix，long lath Al3Ti phase，fine TiC particles，and small amount of free carbon．With the addition of the master alloy，the as-cast microstructure of4032aluminium alloy is observed to be dramatically refined．The modified alloy was used to fabricate mould forging piston．It is found the piston manifests excellent microstructure and properties．Key words：Al-Ti-C master alloy；grain refinement；Al-Si alloy收稿日期：2013-12-01基金项目：国家国际科技合作专项项目（2011DFＲ50950）；国家科技支撑计划（2012BAF09B04）作者简介：张静（1970—），女，教授，博士，主要从事轻合金材料方面研究，联系电话：023-********，E-mail：jingzhang@cqu．edu．cndoi：10．13251/j．issn．0254-6051．2014．07．010熔铸是铝合金加工生产的第一道工艺，细小均匀的晶粒组织是使合金获得良好的铸造性能、力学性能和使用性能的重要基础［1］。

《挤压铸造条件下过共晶Al-Si合金凝固组织及性能调控研究》一、引言挤压铸造作为一种重要的金属成形技术，因其能显著提高合金的致密度和力学性能而广泛应用于金属材料加工领域。

过共晶Al-Si合金因其优良的铸造性能和机械性能，被广泛用于汽车、航空等制造领域。

然而，其凝固组织及性能的调控仍面临诸多挑战。

本文以挤压铸造条件下的过共晶Al-Si合金为研究对象，深入探讨了其凝固组织及性能的调控机制。

二、材料与方法1. 材料准备实验选用的过共晶Al-Si合金，主要成分包括铝、硅以及其他微量元素。

材料经过精确配比、熔炼和浇注，制备成铸件。

2. 挤压铸造工艺采用挤压铸造方法，对铸件进行压力处理，以改善合金的致密度和力学性能。

过程中严格控制温度、压力和时间等参数。

3. 实验方法与表征手段通过金相显微镜、扫描电子显微镜和X射线衍射等技术手段，对合金的凝固组织进行观察和分析。

同时，采用硬度计、拉伸试验机等设备，对合金的力学性能进行测试。

三、结果与讨论1. 凝固组织分析（1）微观结构：通过金相显微镜和扫描电子显微镜观察发现，挤压铸造条件下的过共晶Al-Si合金，其微观结构主要由初生硅相、共晶硅相以及基体铝相组成。

初生硅相呈块状或针状分布，共晶硅相则以片状或网状形式存在。

（2）相组成：X射线衍射结果表明，合金中主要存在α-Al、Si等相。

在挤压铸造过程中，这些相的分布和形态发生了显著变化。

2. 性能调控机制（1）硬度：随着挤压铸造过程中压力的增加，合金的硬度逐渐提高。

这主要是由于压力作用使得合金的致密度增加，晶粒细化，从而提高了合金的硬度。

（2）力学性能：通过拉伸试验发现，挤压铸造条件下的过共晶Al-Si合金具有较高的抗拉强度和延伸率。

这得益于压力作用下合金内部组织的优化和力学性能的提高。

3. 影响因素分析（1）温度：温度是影响挤压铸造过程中过共晶Al-Si合金凝固组织和性能的重要因素。

过高或过低的温度都会导致合金的性能下降。

Ti和B元素对焊缝金属力学性能的影响
Ti元素的添加可以改善焊缝金属的力学性能，因为其具有以下几个方面的作用：
1. 防氧化作用：Ti可以与氧气反应生成TiO2，从而减少焊缝金属中的氧含量，防止氧化物的生成，提高焊缝金属的抗氧化性能。

2. 强化效应：Ti可以与铁形成高强度的化合物，如FeTi、Fe2Ti 等，这些化合物的形成可以增加焊缝金属的强度和硬度。

3. 细晶化作用：Ti可以在焊缝金属中形成细小的TiC和TiN等化合物，它们能促进晶粒细化，提高焊缝金属的塑性和韧性。

B元素的添加也可以改善焊缝金属的力学性能，因为其具有以下几个方面的作用：
1. 强化效应：B可以进入到焊缝金属晶粒中，与铁形成高强度的化合物，增加焊缝金属的强度和硬度。

2. 细晶化作用：B可以促进晶粒细化，提高焊缝金属的塑性和韧性。

3. 抗氧化作用：B可以减少焊缝金属中的氧含量，防止氧化物的生成，提高焊缝金属的抗氧化性能。

总的来说，Ti和B元素的添加都可以改善焊缝金属的力学性能，但具体的影响取决于元素的添加量和焊接工艺的条件等因素。