Al-Ti-C和Al-Ti-B对活塞用共晶铝硅合金力学性能的影响
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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
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。
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
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
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。
211165212_浅谈Al-Ti-C_与Al-Ti-B_细化剂对7050_合金铸锭的影响
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。
Al—Ti-B和Ce复合添加对A356晶粒尺寸的影响
（ ＴＢ ｅ ｉｍｏｅ ｌ ｒｒ ｉ ｅ ｒｉ ｚ ｒ ｅｅ ． Ａ１ ｉ＋Ｃ ）ｓ ｒ ｃ ａ ｔ ｔ ａ ｓ ｅ ５ ｅ ｅ ｗ ｈ ｈ ｇ ｎ ｉ ｍｏｅ ｖ ｎ
Ｋ ｅ ｗｏ ｄ ｙ ｒ ｓ： Ａ １ Ｔ Ｂ ｅ ｎ ｍ ｅ ｔ ｄ ｉ ｖ Ｒａｅｅ ｒｈ Ｃｅ Ａ３ ６ａｕ ｉ ｕ ａｌ ｙ ５ ｉ ｒｆ ｅ ｎ ｄｔ ｅ ｉ ａ ｉ ｒ ａｔ ５ ｌｍ ｎ ｍ ｌ ｏ
Ｆ ｎ ｈｎ ｂｎ ａ Ｈ ｉ ｎ Ｙ ｉ Ｌ ｎ （ｈｊ ｎ ｎｅ Ｍａｈ ｅｙＧ ｏ ｐＣ ． ｔ． ａ ｇ ｅｇ ｉ Ｂ ｉ ｕｌ ｇ ｅ ｎ ｉ ｇ Ｚ ｅ ａｇ ｉｆｉ ｃ ｉ ｒ ｒｕ ｏ， ｄ） Ｃ ｏ Ｂ Ｈｏ ｉ Ｊ ｎ Ｌ
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｔ ａ ｒｄ ｓｕｓｅ ｈｅ ｅ ｅ ｔｏ ｅ ｒ ｆ ｍ ｅ ｔｏ ｓ ｒ ｃ ： ｈｅｐ ｐｅ ｉｃ ｓ ｓｔ ｆ ｃ ｆｔ ｅ ｎｅ ｎ ｆＡ３ ６ ａ ｕ ｉ ｕ ａｌ ｙ ａ ｄ ｔｅ ｔ ｅ ｔｗｈｅ ｈ ｉ ５ ｌｍ ｎ ｍ ｌｏ ｎ ｒ ａｍ ｎ ｎ
Ｔ％ ｉ ， ０４ ． ０ ３
Ｚ％ ｒ ， ００ ．５ ０
Ａ％ １ ． 余 量
在 Ｓ ２ ２１型坩埚 电阻炉 中熔化Ａ 合金 炉料 ，经除 Ｇ ２３ ０ １ 净熔渣 、加 入熔 剂 （ 分为 ５ ％的Ｋ １ ０ 的Ｎａ １ 成 ０ Ｃ 和５ ％ Ｃ ）覆 盖后 ，缓慢 升温 至７ ０ ５ Ｖ ，用 六氯 乙烷精 炼合 金液 ； ３ ～７０
曰囝团
； ：
强
ＡＩ ｉ 和 Ｃ 复合添加对Ａ ５ 晶粒尺寸的影响 —－ ＴＢ ｅ ３６
方呈斌 白慧龙 叶 斌 李 宏 （ 浙江今 飞机械 集团有限公 司）
摘要 ：在Ａ３ ６ｇ ５ ￣ 合金 中复合添加Ａ ５ ｉ 细 化剂和 稀ｉＣ ，探 讨Ａ３ ６ ｇ １ＴＢ ｅ ５ ￣ 合金的细化 效果及机理 。经
Ti合金对活塞铝合金微观组织及力学性能的影响
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
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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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AlTiB和AlTiBRe对铝合金晶粒细化的影响水丽
本文在对上述的中间合金细化剂进行了全面的
分析研究后, 针对 AlT iB 和 AlT iBRe 两种细化剂进
行对比实验, 将其分别加入到铝合金熔体中, 通过对 晶态组织的检测实验, 研究了它们对组织细化的影 响及其细化机理, 并分析了各自的细化特性。
细化效果试验
1. 制取试样
用 陶 瓷 坩 锅 在 电 阻 炉 内 于 725℃熔 化 Al-
后所形成的组织, 包括各种相的晶粒形状、大小和分 布等, 将极大地影响到金属的加工性能和制成品的 使用性能。显然, 晶粒越细, 金属材料的强度、塑性和 韧性等综合机械性能就越好。因此, 对于在较低温度 下使用的金属材料, 一般总是希望获得较细小的晶 粒。而控制其组织和性能的主要目的是熔铸出细小
均匀的铸态晶粒组织。 铝的晶粒细化, 最初 采用的细化剂为 AlT i 二
5 40mm ×30mm 。将样品从正中间垂直锯开, 并以此
锯切面为观察面制备金相样品, 在金相显微镜上观
察合金的显微组织。
表 1 ZL 104 合金的
Mn
含量/ %
8. 0～10. 5 0. 17～0. 3 0. 3～0. 7
杂质成分 含量/ %
Fe < 0. 2
Cu < 0. 1
元合 金, T i 是过渡 族元 素, AlT i 二元 合金相 图显 示, 具有包晶反应, 在包晶生成相 a-Al 凝固之前, 于 合金中出现大量先包晶相, 即 A l3T i 的微小晶体, 提 供大批非均质形核基底。经研究发现向其中加入 B 元素能使细化效果显著提高。研究硼在 AlT iB 中的 作用及 Al T iB 组织时发现, 与无硼的 AlT i 组织相 比, 块 状 Al3T i 中存在一些硼 化物质点, 此理论表 明, 正是由于这些硼化物质点诱发 A l3T i, 使得这种 高效 形核剂在 熔体中的 数量大 大增 加, 从而 导致 AlT iB 的细化效果优于 Al T i 中间合金。然而 Al T iB 的操作稳定性不理想, 或是抗高温性不好, 或是抗时 间衰减性不好[ 1] 。一些对细化要求高的产品, 不得不 使用进口的细化剂。1986 年德国的 Reif 教授等人又 研制出了 AlT iC 晶粒细化剂, 该细化剂对 AlT iB 所 存在的缺点有所改善和弥补, 但由于碳的难溶性问 题, 制 约 了 AlT iC 的 发 展。 近 年 来 人 们 试 图 向 AlT iB 中添加 稀土元素来进一步改善 它的细化效 果, 研制出了 AlT iBRe 中间合金细化剂。
分析研究后, 针对 AlT iB 和 AlT iBRe 两种细化剂进
行对比实验, 将其分别加入到铝合金熔体中, 通过对 晶态组织的检测实验, 研究了它们对组织细化的影 响及其细化机理, 并分析了各自的细化特性。
细化效果试验
1. 制取试样
用 陶 瓷 坩 锅 在 电 阻 炉 内 于 725℃熔 化 Al-
后所形成的组织, 包括各种相的晶粒形状、大小和分 布等, 将极大地影响到金属的加工性能和制成品的 使用性能。显然, 晶粒越细, 金属材料的强度、塑性和 韧性等综合机械性能就越好。因此, 对于在较低温度 下使用的金属材料, 一般总是希望获得较细小的晶 粒。而控制其组织和性能的主要目的是熔铸出细小
均匀的铸态晶粒组织。 铝的晶粒细化, 最初 采用的细化剂为 AlT i 二
5 40mm ×30mm 。将样品从正中间垂直锯开, 并以此
锯切面为观察面制备金相样品, 在金相显微镜上观
察合金的显微组织。
表 1 ZL 104 合金的
Mn
含量/ %
8. 0～10. 5 0. 17～0. 3 0. 3～0. 7
杂质成分 含量/ %
Fe < 0. 2
Cu < 0. 1
元合 金, T i 是过渡 族元 素, AlT i 二元 合金相 图显 示, 具有包晶反应, 在包晶生成相 a-Al 凝固之前, 于 合金中出现大量先包晶相, 即 A l3T i 的微小晶体, 提 供大批非均质形核基底。经研究发现向其中加入 B 元素能使细化效果显著提高。研究硼在 AlT iB 中的 作用及 Al T iB 组织时发现, 与无硼的 AlT i 组织相 比, 块 状 Al3T i 中存在一些硼 化物质点, 此理论表 明, 正是由于这些硼化物质点诱发 A l3T i, 使得这种 高效 形核剂在 熔体中的 数量大 大增 加, 从而 导致 AlT iB 的细化效果优于 Al T i 中间合金。然而 Al T iB 的操作稳定性不理想, 或是抗高温性不好, 或是抗时 间衰减性不好[ 1] 。一些对细化要求高的产品, 不得不 使用进口的细化剂。1986 年德国的 Reif 教授等人又 研制出了 AlT iC 晶粒细化剂, 该细化剂对 AlT iB 所 存在的缺点有所改善和弥补, 但由于碳的难溶性问 题, 制 约 了 AlT iC 的 发 展。 近 年 来 人 们 试 图 向 AlT iB 中添加 稀土元素来进一步改善 它的细化效 果, 研制出了 AlT iBRe 中间合金细化剂。
Al-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
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_Ti_C与Al_Ti_B晶粒细化剂的Zr中毒机理_肖政兵
[2]
2 实验结果
实验原料组织分析 图 1 所示分别为 Al-5Ti-0.2C 、 Al-5Ti-1B 以及 Al-3Zr 中间合金的扫描电镜显微组织以及 EDS 分析 结果。从图 1(a)中可以看出，Al-5Ti-0.2C 晶粒细化剂 微观组织主要包括基体 α(Al)、Al3Ti 和 TiC，大部分 Al3Ti 呈板块状，少量散碎的小块 Al3Ti 粒子分布在大 尺寸板块的周围，TiC 粒子在基体中分布较均匀。正 如所预期的，图 1(b)显示的 Al-5Ti-1B 的微观组织主 要包括基体 α(Al)、Al3Ti 和 TiB2，但与 Al-5Ti-0.2C 不 同，遍布于 Al-5Ti-1B 基体中的 Al3Ti 相呈花瓣状，而 TiB2 粒子主要集中分布于晶界处，分布的均匀性不如
[6, 9] [1] [7]
公司提供的 Al-5Ti-0.2C 晶粒细化剂、 吉安特公司提供 的 Al-5Ti-1B 中间合金、以及湖南稀土研究院功能材 料研究所提供的 Al-3Zr 高纯中间合金。按质量比 1:1 分 别 用 Al-5Ti-0.2C 、 Al-5Ti-1B 与 Al-3Zr 配 制 成 Al-Ti-Zr-C(A 合金)和 Al-Ti-Zr-B(B 合金)两组实验铝合 金。由前人实验可知，晶粒细化剂中毒一般发生在加 入晶粒细化剂 20 min 之后[2]，为防止 TiC 在过高温度 下因保温时间过长转变为 Al4C3[14−15]而影响晶粒细化 的效果，因此，在本实验中将两种试验合金分别置于 陶瓷坩埚内加热至 730 ℃熔炼，并按不同的熔炼保温 时间分成两组，第一组保温时间为 30 min，标记为样 品 A30 和 B30；第二组保温时间为 60 min，标记为样 品 A60 和 B60。将实验合金保温不同时间后于 680 ℃ 直接浇注于 45 号钢圆柱形模具，并空冷至室温。 1.2 实验方法 从上述所得实验合金的铸锭上截取试样经砂纸打 磨之后用金刚石研磨膏抛光进行测试研究，物相分析 测试采用 Rigaku D/Max 2500 型 18 kW 转靶衍射仪 X 射线衍射仪(XRD)，扫描角度为 20°~80°，步长为 2°。 微观组织结构研究采用配有 Gensis60 能谱仪(EDS)的 Sirion200 场发射扫描电镜(SEM)进行。
2 实验结果
实验原料组织分析 图 1 所示分别为 Al-5Ti-0.2C 、 Al-5Ti-1B 以及 Al-3Zr 中间合金的扫描电镜显微组织以及 EDS 分析 结果。从图 1(a)中可以看出，Al-5Ti-0.2C 晶粒细化剂 微观组织主要包括基体 α(Al)、Al3Ti 和 TiC，大部分 Al3Ti 呈板块状，少量散碎的小块 Al3Ti 粒子分布在大 尺寸板块的周围，TiC 粒子在基体中分布较均匀。正 如所预期的，图 1(b)显示的 Al-5Ti-1B 的微观组织主 要包括基体 α(Al)、Al3Ti 和 TiB2，但与 Al-5Ti-0.2C 不 同，遍布于 Al-5Ti-1B 基体中的 Al3Ti 相呈花瓣状，而 TiB2 粒子主要集中分布于晶界处，分布的均匀性不如
[6, 9] [1] [7]
公司提供的 Al-5Ti-0.2C 晶粒细化剂、 吉安特公司提供 的 Al-5Ti-1B 中间合金、以及湖南稀土研究院功能材 料研究所提供的 Al-3Zr 高纯中间合金。按质量比 1:1 分 别 用 Al-5Ti-0.2C 、 Al-5Ti-1B 与 Al-3Zr 配 制 成 Al-Ti-Zr-C(A 合金)和 Al-Ti-Zr-B(B 合金)两组实验铝合 金。由前人实验可知，晶粒细化剂中毒一般发生在加 入晶粒细化剂 20 min 之后[2]，为防止 TiC 在过高温度 下因保温时间过长转变为 Al4C3[14−15]而影响晶粒细化 的效果，因此，在本实验中将两种试验合金分别置于 陶瓷坩埚内加热至 730 ℃熔炼，并按不同的熔炼保温 时间分成两组，第一组保温时间为 30 min，标记为样 品 A30 和 B30；第二组保温时间为 60 min，标记为样 品 A60 和 B60。将实验合金保温不同时间后于 680 ℃ 直接浇注于 45 号钢圆柱形模具，并空冷至室温。 1.2 实验方法 从上述所得实验合金的铸锭上截取试样经砂纸打 磨之后用金刚石研磨膏抛光进行测试研究，物相分析 测试采用 Rigaku D/Max 2500 型 18 kW 转靶衍射仪 X 射线衍射仪(XRD)，扫描角度为 20°~80°，步长为 2°。 微观组织结构研究采用配有 Gensis60 能谱仪(EDS)的 Sirion200 场发射扫描电镜(SEM)进行。
Al-B-N中间合金对1070铝合金力学性能及导电性的影响
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]。
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徐云庆 冯增建 高希柱 魏作 山 盂现长 ： 一Ｔｉ—Ｃ和 Ａ１一Ｔｉ—Ｂ对活塞用共晶铝硅合金力学性能的影响 ４３
一 Ｃ代 替 Ａｌ—ｒｒｉ—Ｂ对 活 塞用 共 晶铝 硅合 金进 行 晶 粒 细 化 ，期望 得 到更好 的活塞性 能 。
本 试 验 使 用 渤海 活 塞 新 开 发 的共 晶铝 硅 合 金 ＢＨ１３５＋，研 究 ＡＩ—Ｔｉ—Ｃ丝 和 Ａｌ—ｒｒｉ—Ｂ丝 不 同 添 加量 对 活塞用 共 晶铝 硅合 金力 学性 能 的影 响 ，找 出二者 的区别 ，希 望对 于 Ａ１一Ｔｉ—Ｃ在 活塞 行 业 的 推 广能 起 到一定 作 用 。
（关键 词 ］ 铝 钛碳 ；铝钛 硼 ；活 塞 ；共 晶铝硅 合金 ；力学性 能
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂｙ ａｄｄｉｎｇ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ａｍｏｕｎｔ ｏｆＡ１一Ｔｉ—Ｃ ａｎｄ Ａ１ 一 Ｔｉ Ｂ ｉｎ ｔｈｅ ｅｕｔｅｃｔｉｃ Ａ１一Ｓｉ ａｌｌｏｙ， ｓｔｕｄｙ ｂｏｔｈ ｏｆ ｗｈｉｃｈ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅｓ ｏｎ ｔｈｅ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｙ ｏｆ ｅｕｔｅｃｔｉｃ Ａ１一Ｓｉ ａｌｌｏｙ． Ｔｅｓ［ＳＨＯＷＳ ｔｈａｔ Ａ】一 Ｔｉ——Ｃ ａｎｄ Ａ１——Ｔｉ——Ｂ ｃｏｕｌｄ ｓｉｇｎｉｆ ｉｃａｎｔｌｙ ｉｍｐｒｏｖｅ ｔｈｅ ｅｕｔｅｃｔｉｃ Ａ１——Ｓｉ ａｌｌｏｙ ｔｅｎｓｉｌｅ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ａｎｄ ｅｌｏｎｇａｔｉｏｎ ａｔ ｔｈｅ ｎｏｒｍａｌ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ａｎｄ ３００￣Ｃ． Ｗ ｈｅｎ ｔｈｅ ａｄｄｉｔｉｏｎ ａｍｏｕｎｔ ｒｅａｃｈｅｓ ０．１％ ｂｙ ｗｅｉｇｈｔ ｏｆ ｔｉｌｅ ａｌｌｏｙ ｌｉｑｕｉｄ，ｔｈｅ ｔｅｎｓｉｌｅ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ａｎｄ ｅｌｏｎｇａｔｉｏｎ ｏｆ ａｌｌｏｙ ａｒｅ ｂｏｔｈ ｐｅａｋ ｖａｌｕｅ． Ｉｆ ｃｏｎｔｉｎｕｅ ｔｏ ｉｎｃｒｅａｓｅ ｔｈｅ ａｄｄｉ— ｔｉｏｎ ａｍ ｏｕｎｔ，ｔｈｅ ｔｅｎｓｉｌｅ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ａｎｄ ｅｌｏｎｇａｔｉｏｎ ｈａｖｅ ｎｏ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ ｖａｒｉａｔｉｏｎ． Ｔｈｅ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅｓ ｏｔ Ａ Ｉ—Ｔｉ— Ｃ ａｎｄ Ａ１一Ｔｉ—Ｂ ｏｎ ｔｈｅ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｙ ｏｆ ｅｕｔｅｃｔｉｅ Ａ１一Ｓｉ ａｌｌｏｙ ａｒｅ ａｌｍｏｓｔ ｓａｍｅ．
术瓶 颈 等 问题 ，以上技 术 目前 推广 难 度较 大 。 根 据 Ｈａｌｌ—Ｐｅｔｃｈ公 式 ，晶粒 细化 可 有 效 改
善材 料 的强度 、塑 性 和韧 性 ，晶粒 细 化成 为 改善 活 塞 材料 性 能 的手段 之一 ，目前 应用 最 广泛 的销合 金 晶粒 细化 剂 是 Ａｌ—ｒｒｉ—Ｂ，ＫＳ公 司 、渤 海 活 塞 已 在 活塞 材料 上 推广 使用 。但 是 Ａｌ—Ｔｉ一８细 化 时 仔 在 一定 缺 陷 ，其 中 的二硼 化 物进 入 铝液 易 聚 集 成 团 ，并且 当铝合 金 中 含有 ｚｒ、Ｖ、Ｍｎ等 元 素 【｝Ｉｆ， Ａｌ—Ｔｉ～Ｂ细化效 果 闪 “中毒 ” 而减 弱 。 研 究 表 明 ，Ａｌ—Ｔｉ—Ｃ对 铝 合 金 可产 生 同样 的 晶粒 细 化 作用 而无 Ａｌ一１ｒｉ—Ｂ细化 时 的缺 点 ，随 着 对产 质 量要 求 越来 越 高 ，渤海 活 塞开 始尝 试使 用 Ａｌ一 ｒｉ
Ｋ ｅｙ ｗ ｏｒｄｓ：Ａ１一 Ｔｉ— Ｃ ；ＡＩ—Ｔｉ— Ｂ ；ｐｉｓｔｏｎ；ｅｕｔｅｃｔｉｃ Ａ１一 Ｓｉ ａｌｌｏｙ； ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｙ
Ｏ 刖 舌
活塞 作 为发 动机 的心脏 ，是 把 发动 机燃 烧 产生 的热 能转 化 为有 效功 的最 关健 零 部件 ，直接 影 响发 动机 的可 靠性 、功率 输 出 、排放 、噪声 和 油耗 等指 标 ，因此发 动机 开 发 过 程 中优 先 考 虑 材 质 较 轻 、 性 能 良好 的 铝合 金活 塞 。随着 发 动机 功 率密 度不 断 提高 ，要 求 铝合 金 活塞材 料 具有 更 优异 的力 学性 能 来 满 足发 动 机 的要 求 。世 界 知名 活 塞企 业通 过各 种 手段 来提 高 活塞 材料 性 能 ，如 马勒公 司利用 快 冷技 术细 化 活塞 显微 组 织 ，ＦＭ 公 司利 用 喉 口重 熔 技 术 细化 活 塞燃 烧室 喉 口显 微组 织 ，渤 海活 塞使 用 陶瓷 纤 维强 化活 塞燃 烧 室喉 口部 位 ，鉴 于成 本 、存 在技
４２
ｃ
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产 品分 析
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ｆ
ｆ — ｆ
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内 燃 机 与 配件
２０１６年 第 ７期
Ａｌ—Ｔｉ—Ｃ和 Ａｌ—Ｔｉ—Ｂ对 活 塞 用 共 晶 铝 硅 合 金 力 学 性 能 的 影 响
Ｔｈｅ Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅｓ ｏｆ Ａｌ—Ｔｉ—Ｃ ａｎｄ Ａｌ— Ｔｉ—Ｂ ｏｎ ｔｈｅ Ｐｉｓｔｏｎ Ｅｕｔｅｃｔｉｃ
Ａｌ—Ｓｉ Ａｌｌｏｙ Ｍ ｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｐｒｏｐｅｒｔｙ
徐 云 庆 冯增 建 高希 柱 魏 作 山 孟 现 长
（１山 东滨 州渤海 活塞股份 有 限公 司 ２山 东滨 州华创金 属 有 限公 司 ）
［摘 要 ］ 通过 在 共 晶铝硅 合 金 中分 别 添加 不 同数 量 的 Ａｌ—Ｔｉ—Ｃ 和 Ａｌ—Ｔｉ—Ｂ，研 究 二 者 对 共 晶铝硅 合 金 力 学性 能 的影响 。试 验表 明 ，Ａｌ—Ｔｉ—Ｃ 和 Ａｌ—Ｔｊ—Ｂ均 可显 著提 高共 晶铝硅 合 金 常 温及 ３００ｃｃ抗拉 强度 、延伸 率 ，当添加 量 达 到 合 金 液 重 量 的 ０．１％ 时 ，合 金 抗拉 强 度 、延 伸 率均 达到峰 值 ，继 续增加 添加 量 合金 抗拉 强度 、延伸 率 无 显著 变化 ；ＡＩ—Ｔｉ—Ｃ 和 Ａｌ—Ｔｉ—Ｂ对 共 晶铝硅 合金 力学性 能 的影 响相 当。