新型Al-Ti-B-RE细化剂的制备及其细化性能的研究

发布时间：2017-03-24 06:04

  本文关键词：新型Al-Ti-B-RE细化剂的制备及其细化性能的研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：铝及铝合金的应用日益广泛,人们对其产品的组织和机械性能要求更为严格。等轴晶粒结构有利于提高机械性能,减少热裂,消除了缩孔和微孔隙,并且使第二相均匀分布,改善铸造加工件的机械加工性能。目前细化晶粒最简便、经济、有效的方法是采用晶粒细化剂对铝及铝合金进行细化处理。 Al-Ti-B-RE中间合金是一种高效长久的新型细化剂。本文选用稀土LaF3、碳酸富La和Ce分别掺杂到AI-5Ti-1B中间合金中制备Al-5Ti-1B-RE细化剂,将稀土的变质、净化、除气等作用与Al-Ti-B中间合金的细化作用结合起来,研究Al-Ti-B-RE中间合金的制备及其对纯铝和6063铝合金的细化性能。 本文采用光学显微镜、X射线衍射仪(XRD)、能谱分析(EDS)和扫描电子显微镜(SEM)等分析手段研究了不同稀土种类及不同稀土添加量对中间合金的第二相分布、形状及显微硬度的影响。结果显示Al-Ti-B-RE中间合金的显微组织是由α-Al,板条状的TiAl3, TiB2颗粒,块状或轮缘的Ti2Al20Ce组成。稀土的加入具有一定的细化TiA13和TiB2中间相,防止TiB2中间相聚集成团的作用。稀土的种类对Al-Ti-B-RE中间合金的组织影响不大,而稀土添加量对Al-Ti-B-RE中间合金组织有较大影响,从而提出制备Al-Ti-B-RE中间合金中较合适的稀土添加量。 在细化实验中,将所制备的Al-Ti-B-RE中间合金添加到纯铝和6063铝合金中进行晶粒细化。通过改变Al-Ti-B-RE的添加量(0.1wt%、0.2wt%、0.4wt%、0.6wt%和0.8wt%)及变质处理保温时间(5min、10min、20min、30min、40min),研究这些变量对纯铝的组织及力学性能的影响,分别与国内、国外生产的A1-Ti-B在相同条件下的细化效果进行对比。延长变质处理保温时间,Al-Ti-B-RE细化剂对纯铝的细化效果衰退不明显。Al-Ti-B-RE比Al-Ti-B具有更强的细化能力和长效性。经Al-Ti-B-RE细化后的纯铝,力学性能得到明显提高。对于6063铝合金,Al-Ti-B-RE同样有着突出的细化效果。同时,本文对Al-Ti-B-RE的细化机理进行了探讨,在现有的理论基础上提供了参考和实践依据,对进一步开发具有高性能的Al-Ti-B-RE细化剂具有重要意义。
【关键词】：中间合金 细化剂 显微组织 稀土 Al-Ti-B 6063
【学位授予单位】：广西大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TG146.21
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 绪论10-21
• 1.1 铝及铝合金晶粒细化的意义10-11
• 1.2 铝合金细化剂的发展11-12
• 1.3 中间合金晶粒细化剂的研究现状12-13
• 1.3.1 Al-Ti-B中间合金细化剂的制备12-13
• 1.3.2 Al-Ti-B中间合金细化剂的细化机理13
• 1.4 Al-Ti-B-RE晶粒细化剂的发展现状13-17
• 1.4.1 稀土对铝及其合金的细化效果14-15
• 1.4.2 Al-Ti-B-RE晶粒细化剂的细化机理15-16
• 1.4.3 Al-Ti-B-RE晶粒细化剂的制备16-17
• 1.4.4 制备工艺对细化效果的影响17
• 1.5 课题的提出17-18
• 1.6 研究内容及技术路线18-21
• 1.6.1 研究内容18-19
• 1.6.2 技术路线19-21
• 第二章 细化剂的制备与性能研究21-31
• 2.1 细化剂的制备21-25
• 2.1.1 Al-Ti-B-RE细化剂的成分设计21
• 2.1.2 Al-Ti-B-RE细化剂制备方法的选择21-22
• 2.1.3 实验材料与设备22-23
• 2.1.4 制备工艺流程23-25
• 2.1.5 实验的分析方法25
• 2.2 Al-Ti-B-RE细化剂细化性能实验25-31
• 2.2.1 细化试样的制备25-27
• 2.2.2 实验的工艺参数27-28
• 2.2.3 细化剂细化效果的评定28-29
• 2.2.4 添加细化剂后力学性能的测评29-31
• 第三章 铝钛硼中间合金组织分析31-49
• 3.1 引言31
• 3.2 Al-Ti-B-RE中间合金细化剂显微组织分析31-33
• 3.3 细化剂的物相及成分分析33-41
• 3.3.1 细化剂物相的定性分析33-35
• 3.3.2 细化剂物相的定量分析35-39
• 3.3.3 细化剂物相硬度分析39-41
• 3.4 稀土对Al-Ti-B中间合金的作用41-45
• 3.4.1 稀土的加入对Al-Ti-B中间合金组织的影响41-42
• 3.4.2 稀土的加入对Al-Ti-B中间合金第二相的影响42-45
• 3.4.3 稀土对Al-Ti-B中间合金的作用机理45
• 3.5 稀土加入量对Al-Ti-B中间合金第二相的影响45-47
• 3.6 稀土加入种类对Al-Ti-B中间合金第二相的影响47-48
• 3.7 本章小结48-49
• 第四章 细化剂细化结果分析49-69
• 4.1 不同细化剂对纯铝组织与性能分析49-65
• 4.1.1 添加不同细化剂的合金显微组织特征49-51
• 4.1.2 添加不同细化剂的细化效果比较51-64
• 4.1.3 Al-Ti-B晶粒细化剂对纯铝力学性能的影响64-65
• 4.2 细化剂对6063铝合金组织及性能的影响65-67
• 4.3 稀土对Al-Ti-B-RE中间合金细化效果的影响67-68
• 4.4 本章小结68-69
• 第五章 结论69-71
• 5.1 结论69-70
• 5.2 展望70-71
• 参考文献71-76
• 致谢76-77
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文77

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：265161