亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        Al-xZr-yB中間合金制備及其對鑄造鋁合金晶粒細(xì)化效果研究

        2021-06-08 09:21:12何立子王新宇劉宏亮
        輕合金加工技術(shù) 2021年11期
        關(guān)鍵詞:效果

        何立子,王新宇,王 鑫,劉宏亮

        (1.東北大學(xué) 材料電磁加工重點實驗室,遼寧 沈陽 110819; 2.東北大學(xué) 材料科學(xué)與工程學(xué)院,遼寧 沈陽 110819)

        鋁鑄造合金是用于制造交通工具(尤其是汽車)部件的常用材料,這是因為它的鑄造成型性好,并且減輕了部件的重量[1]。隨著現(xiàn)代工業(yè)快速發(fā)展,單一優(yōu)良的鑄造成型性能已經(jīng)不能滿足需求,而是對鑄造鋁合金的組織和性能要求更為嚴(yán)格。為了進(jìn)一步提高鋁及鋁合金的性能,獲得細(xì)小均勻的鑄態(tài)組織是獲得優(yōu)異性能的關(guān)鍵[2]。通常,晶粒的尺寸和形貌表征鋁合金鑄態(tài)組織的好壞,最佳的鑄態(tài)組織是細(xì)小而又均勻的等軸晶,它可以有效地提高合金的強度和塑韌性[3-4]。目前鋁合金細(xì)化劑主要以Al-Ti-B系列為主[5-6],Al-Ti-B細(xì)化劑的常用制備工藝是將高純鋁錠熔化,通過加入不同比例的混合氟鹽(K2TiF6、KBF4)至鋁熔體中,并保溫反應(yīng)一段時間后澆鑄,從而得到不同Ti、B比例的Al-Ti-B中間合金,Al-Ti-B中的第二相粒子(如TiB2、TiAl3等)有助于鋁發(fā)生異質(zhì)形核而達(dá)到細(xì)化晶粒的效果[7-9]。

        Zr可以形成含Zr金屬間化合物(即ZrB2和AlZr3)[10-11],具有與含Ti金屬間化合物[12]同質(zhì)的結(jié)構(gòu)和相似的晶格參數(shù),與α-Al有著良好的晶格匹配,這對于增強其成核至關(guān)重要。本課題通過在鋁及鋁合金中控制添加Zr、B含量找到最佳添加率,采用自制的Al-xZr-yB中間合金更加有效的細(xì)化了鋁及鋁合金晶粒,為進(jìn)一步優(yōu)化鋁鑄造合金細(xì)化劑提供了實踐和理論的技術(shù)支持。

        1 實驗材料與方法

        用純鋁(純度99.9wt%)、AlZr5粉末和四氟硼酸鉀(KBF4)粉末為原料,自制Al-xZr-yB中間合金作細(xì)化劑。KBF4優(yōu)點是當(dāng)它與Al反應(yīng)時,會在短時間內(nèi)產(chǎn)生大量能量(反應(yīng)高度放熱),局部升高溫度并有助于溶解AlZr5粉末。Al-xZr-yB中間合金制造包括以下工序:首先將均勻混合的AlZr5和KBF4粉末在300 ℃下充分脫水2 h;將坩堝放置中頻爐內(nèi)加熱至純Al完全熔化后,將預(yù)加熱的AlZr5和KBF4粉末混合物包裹在鋁箔中浸入熔體,攪拌均勻,以防止Zr氧化;將坩堝升溫至800 ℃保溫1 h后,再將溫度升至850 ℃保溫30 min,每隔10 min攪拌熔體一次,使Zr更好的溶解在熔體中;當(dāng)溫度降至800 ℃時保持30 min,每隔10 min攪拌,以減少顆粒附聚和沉降的趨勢,使BF3氣體形式的B損失最小化;除去熔體表面殘渣后澆鑄到水冷銅模具中,制得Al-xZr-yB中間合金(Al-2Zr-1B、Al-2Zr-2B、Al-3Zr-1B、Al-3Zr-2B四種)。

        將自制的Al-xZr-yB中間合金分別應(yīng)用在Al、Al-Si鑄造合金及Al-Mg-Si鑄造合金中。分別將坩堝放置中頻爐內(nèi),加熱至Al、Al-Si合金、 Al-Mg-Si合金完全熔化后攪拌均勻,分別將不同重量的Al-xZr-yB中間合金加入坩堝中直至完全熔解,用非反應(yīng)性的鈦棒攪拌熔體使其成分均勻,720 ℃下保溫10 min后澆鑄。

        采用X射線衍射儀和光學(xué)顯微鏡進(jìn)行物相分析和顯微組織分析。陽極覆膜的試樣尺寸為10 mm×10 mm×8 mm,試樣在實驗前進(jìn)行打磨、拋光處理,清水清洗后將其懸掛在覆膜電解液中(硫酸、磷酸、水,體積比為2∶2∶1),覆膜電壓20 V,覆膜時間為20 s。覆膜結(jié)束后吹干,采用光學(xué)顯微鏡觀察20倍下的表面形貌。通過與未加細(xì)化劑的Al、Al-Si、 Al-Mg-Si合金試樣及加入Al-5Ti-B中間合金的試樣進(jìn)行對比分析。

        2 實驗結(jié)果與分析

        2.1 Al-xZr-yB中間合金對Al晶粒的細(xì)化效果

        圖1為不同中間合金細(xì)化Al晶粒后陽極覆膜的鑄態(tài)顯微組織。圖1a為Al陽極覆膜后的鑄態(tài)顯微組織,晶粒的平均尺寸為3.155 mm。圖1b為Al添加Al-2Zr-1B中間合金后陽極覆膜后的鑄態(tài)顯微組織,晶粒尺寸為0.478 mm,與Al的晶粒相比較,晶粒得到明顯細(xì)化。圖1c是Al添加Al-2Zr-2B中間合金后陽極覆膜后的鑄態(tài)顯微組織,晶粒尺寸為0.423 mm,晶粒得到進(jìn)一步的細(xì)化。圖1d是Al添加Al-3Zr-1B中間合金后陽極覆膜后的鑄態(tài)顯微組織,晶粒尺寸為0.846 mm,與Al的晶粒相比較,其晶粒得到細(xì)化,但細(xì)化效果不如添加Al-2Zr-1B和Al-2Zr-2B中間合金的。圖1e是Al添加Al-3Zr-2B中間合金后陽極覆膜后的鑄態(tài)顯微組織,晶粒尺寸為0.687 mm,通過添加Al-3Zr-2B中間合金晶粒得到細(xì)化,圖1f為Al添加Al-5Ti-1B中間合金后陽極覆膜后的鑄態(tài)顯微組織,晶粒尺寸為0.916 mm。Al-2Zr-2B中間合金對Al的細(xì)化效果最佳,晶粒尺寸為0.423 mm,其細(xì)化效果優(yōu)于Al-5Ti-1B中間合金的。

        表1是Al及其加入Al-2Zr-1B、Al-2Zr-2B、Al-3Zr-1B、Al-3Zr-2B中間合金后的鑄態(tài)顯微組織的晶粒尺寸。由表1可以看出,Al-xZr-yB中間合金有效的細(xì)化了Al的鑄態(tài)組織,其中Al-2Zr-2B對Al的細(xì)化效果最佳,晶粒的平均尺寸為0.423 mm;并且其細(xì)化效果要優(yōu)于Al-5Ti-1B中間合金的。

        圖1 Al及添加不同細(xì)化劑后其陽極覆膜的鑄態(tài)顯微組織Fig.1 The as-cast microstructure of anodic film coated with Al and Al with refiners

        表1 Al及其加入不同中間合金后的鑄態(tài)晶粒尺寸(mm)Table 1 The grain size of pure Al and Al added with different master alloys(mm)

        2.2 Al-xZr-yB中間合金對Al-Si合金晶粒的細(xì)化效果

        圖2為不同中間合金細(xì)化Al-10Si合金晶粒后陽極覆膜的鑄態(tài)顯微組織。與不添加任何細(xì)化劑的Al-10Si合金(圖2a)的晶粒相比較,添加Al-2Zr-1B中間合金后,枝晶全部破碎,晶粒細(xì)化明顯(圖2b);添加Al-2Zr-2B中間合金后的鑄態(tài)顯微組織枝晶部分破碎,細(xì)化效果明顯(圖2c);添加Al-3Zr-1B中間合金的鑄態(tài)顯微組織,得到細(xì)化(圖2d)。添加Al-3Zr-2B中間合金的鑄態(tài)顯微組織與不添加任何細(xì)化劑的Al-10Si合金的晶粒相比較,前者枝晶部分破碎,晶粒得到細(xì)化(圖2e)。添加Al-5Ti-1B中間合金與添加Al-2Zr-1B的Al-10Si合金的晶粒相比較,添加Al-2Zr-1B中間合金的細(xì)化效果要優(yōu)于添加Al-5Ti-1B中間合金的,參見圖2b和圖2f。

        圖2 Al-xZr-yB中間合金細(xì)化Al-10Si晶粒后陽極覆膜的鑄態(tài)顯微組織Fig.2 The as-cast microstructures of anodic coat after refining Al-10Si alloy with different Al-xZr-yB master alloys

        添加Al-xZr-yB中間合金后Al-10Si合金的枝晶部分或全部破碎,晶粒得到細(xì)化,其中添加Al-2Zr-1B的細(xì)化效果最佳,并且其細(xì)化效果優(yōu)于添加Al-5Ti-1B中間合金的。

        2.3 Al-xZr-yB中間合金對Al-0.9Mg-0.6Si合金晶粒的細(xì)化效果

        圖3為不同中間合金細(xì)化Al-0.9Mg-0.6Si合金晶粒后陽極覆膜的鑄態(tài)顯微組織。表2為Al-0.9Mg-0.6Si合金及其添加Al-2Zr-1B、Al-2Zr-2B、Al-3Zr-1B、Al-3Zr-2B中間合金后的鑄態(tài)顯微組織的晶粒尺寸。圖3a為Al-0.9Mg-0.6Si合金陽極覆膜后的鑄態(tài)顯微組織,晶粒平均尺寸為2.235 mm;圖3b為Al-0.9Mg-0.6Si合金添加Al-2Zr-1B中間合金后陽極覆膜后的鑄態(tài)顯微組織,晶粒平均尺寸為0.333 mm,與Al-0.9Mg-0.6Si合金的晶粒相比較,晶粒細(xì)化效果明顯;圖3c為Al-0.9Mg-0.6Si合金添加Al-2Zr-2B中間合金陽極覆膜后的鑄態(tài)顯微組織,晶粒平均尺寸為0.578 mm,晶粒細(xì)化效果較為明顯,但細(xì)化效果不如Al-2Zr-1B中間合金的;圖3d是Al-0.9Mg-0.6Si合金添加Al-3Zr-1B中間合金陽極覆膜后的鑄態(tài)顯微組織,晶粒平均尺寸為0.423 mm,晶粒明顯細(xì)化;圖3e是Al-0.9Mg-0.6Si合金添加Al-3Zr-2B中間合金陽極覆膜后的鑄態(tài)顯微組織,粒平均尺寸為0.458 mm,與不添加任何細(xì)化劑的Al-0.9Mg-0.6Si合金的晶粒相比較,添加Al-3Zr-2B中間合金的晶粒得以細(xì)化;圖3f是Al-0.9Mg-0.6Si合金添加Al-5Ti-1B中間合金陽極覆膜后的鑄態(tài)顯微組織,晶粒平均尺寸為0.733 mm,與添加Al-xZr-yB的Al-0.9Mg-0.6Si合金的晶粒相比較,添加Al-2Zr-1B中間合金的晶粒的細(xì)化效果更為明顯。

        圖3 添加不同中間合金細(xì)化Al-0.9Mg-0.6Si合金陽極覆膜的鑄態(tài)顯微組織Fig.3 The as-cast microstructures of anodic coat after refining Al-0.9Mg-0.6Si alloy with different master alloys

        表2 Al-0.9Mg-0.6Si合金及其加入不同中間合金后鑄態(tài)的晶粒尺寸(mm)Table 2 The grain size of the as-cast microstructures of Al-0.9Mg-0.6Si and Al-0.9Mg-0.6Si added with different master alloys(mm)

        圖4為Al-2Zr-1B中間合金的XRD圖譜,其第二相主要有AlZr3和ZrB2相,含Zr金屬間化合物是鋁及鋁合金晶粒異質(zhì)成核的良好基質(zhì)。Al-xZr-yB中間合金有效的細(xì)化了Al、Al-Si合金及Al-Mg-Si合金鑄態(tài)晶粒,生成的含Zr金屬間化合物(AlZr3和ZrB2),充當(dāng)異質(zhì)形核位點、促進(jìn)成核,微觀組織得到了顯著改善。

        圖4 Al-2Zr-1B中間合金的XRD圖譜Fig.4 XRD pattern of Al-2Zr-1B master alloy

        3 結(jié) 論

        1)Al-xZr-yB中間合金有效的細(xì)化Al、Al-10Si合金及Al-0.9Mg-0.6Si合金鑄態(tài)晶粒,其中Al-2Zr-2B對Al的細(xì)化效果最佳,晶粒的平均尺寸為0.423 mm;Al-2Zr-1B對Al-10Si合金和Al-0.9Mg-0.6Si合金的細(xì)化效果最佳,晶粒的平均尺寸為0.333 mm。

        2)自制的Al-xZr-yB中間合金中,第二相主要由AlZr3和ZrB2組成,充當(dāng)異質(zhì)形核位點、促進(jìn)成核。

        3)自制的Al-xZr-yB中間合金,其對Al、Al-10Si合金及Al-0.9Mg-0.6Si合金鑄態(tài)晶粒的細(xì)化效果優(yōu)于目前常用Al-5Ti-1B中間合金的。

        猜你喜歡
        效果
        按摩效果確有理論依據(jù)
        保濕噴霧大測評!效果最驚艷的才20塊!
        好日子(2021年8期)2021-11-04 09:02:46
        笑吧
        迅速制造慢門虛化效果
        創(chuàng)造逼真的長曝光虛化效果
        四種去色效果超越傳統(tǒng)黑白照
        抓住“瞬間性”效果
        中華詩詞(2018年11期)2018-03-26 06:41:34
        期末怎樣復(fù)習(xí)效果好
        模擬百種唇妝效果
        Coco薇(2016年8期)2016-10-09 02:11:50
        3D—DSA與3D—CTA成像在顱內(nèi)動脈瘤早期診斷中的應(yīng)用效果比較
        久久久亚洲av波多野结衣| 扒开非洲女人大荫蒂视频| 99亚洲女人私处高清视频| 亚洲一区二区三区内裤视| 国产免费av片无码永久免费| 亚洲 欧美 综合 另类 中字| 国产V亚洲V天堂A无码| av在线不卡一区二区| 亚洲日韩精品无码专区网址| 久久人妻少妇嫩草av蜜桃| 国产精品久久婷婷婷婷| 国产精品亚洲一区二区三区久久| 丰满人妻熟妇乱又仑精品| 思思久久96热在精品国产| 婷婷第四色| 成人全部免费的a毛片在线看| 国产三级a三级三级| 国产美女露脸口爆吞精| 国产精品三级在线专区1| 日产一区一区三区区别| 伊人久久大香线蕉午夜av| 国产成人精品日本亚洲| 国产69精品一区二区三区| 久久99精品久久只有精品| 国产乱码卡二卡三卡老狼| 日韩精品无码区免费专区| 国产免费一区二区av| 亚洲不卡高清av网站| 亚洲中文字幕久久精品无码喷水| 国产片AV在线永久免费观看| 国产一级自拍av播放| 欧美性猛交99久久久久99按摩| 无套内谢的新婚少妇国语播放| 亚洲欧美国产精品久久久| 免费在线视频亚洲色图| 成年女人色毛片| 一级片久久| 国产高清不卡二区三区在线观看| 天天做天天摸天天爽天天爱 | 国产女人精品一区二区三区| 色综合av综合无码综合网站|