鋁合金組織細(xì)化用中間合金

內(nèi)容概要

《鋁合金組織細(xì)化用中間合金(精)》由劉相法、邊秀房所著，本書介紹了微細(xì)化鋁合金用中間合金的制備方法、組織特點(diǎn)、應(yīng)用原理與晶粒細(xì)化機(jī)制。主要內(nèi)容包括：鋁合金的應(yīng)用現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)，論述了鋁合金晶粒細(xì)化的意義、原理與方法；Al—Ti—B中間合金的制備、組織結(jié)構(gòu)、細(xì)化行為和細(xì)化機(jī)理；Al—Ti—c和Al—Ti—C—B中間合金及其對(duì)純鋁及鋁合金的細(xì)化行為；Al—P中間合金及其在Al—Si、Al—Mg2si、Mg—Al—Si合金中的應(yīng)用；Si—P系中間合金及其應(yīng)用。
《鋁合金組織細(xì)化用中間合金(精)》可作為特種合金材料制備、液態(tài)金屬加工和凝固組織控制等相關(guān)專業(yè)在校師生、研究人員及鋁加工行業(yè)專業(yè)技術(shù)人員的參考書。

書籍目錄

第1章　鋁合金組織細(xì)化概論
1．1 鋁及鋁合金的應(yīng)用與發(fā)展
1．2 鋁合金晶粒細(xì)化的意義
1．3 晶粒形成原理
1．3．1 均質(zhì)生核
1．3．2 非均質(zhì)生核
1．3．3 生核率
1．3．4 生核劑
1．4 晶粒細(xì)化方法
1．4．1 化學(xué)法
1．4．2 熱控法
1．4．3 動(dòng)態(tài)晶粒細(xì)化法
參考文獻(xiàn)
第2章　Al—Ti—B中間合金的制備及其細(xì)化性能
2．1 A1一Ti—B中間合金的發(fā)展歷程
2．2 A1-Ti—B中間合金的制備方法
2．2．1 制備方法簡(jiǎn)介
2．2．2 氟鹽法制備Al—Ti—B中間合金的影響因素
2．3 Al—Ti—B中間合金線材加工方法
2．3．1 豎式水冷半連續(xù)鑄造(DC)與擠壓法
2．3．2 連續(xù)鑄擠法
2．3．3 連鑄連軋法
2．4 Al—Ti—B中間合金的相組成及其結(jié)構(gòu)演變
2．4．1 TiAl3相的形貌與形成
2．4．2 TiAl在鋁熔體中的溶解動(dòng)力學(xué)
2．4．3 TiB2化合物
2．5 Al—Ti—B中間合金對(duì)鋁及鋁合金的細(xì)化行為
2．5．1 Al—Ti—B中間合金對(duì)工業(yè)純鋁細(xì)化效果的遺傳效應(yīng)
2．5．2 Al—Ti—B中間合金對(duì)A356合金的晶粒細(xì)化行為
2．5．3 Al—Ti—B中間合金對(duì)含zr鋁合金的晶粒細(xì)化行為
2．6 Al—Ti—B中間合金對(duì)鋁合金的細(xì)化機(jī)理
2．6．1 包晶理論
2．6．2 碳化物一硼化物粒子理論
2．6．3 復(fù)相生核理論
2．6．4 晶體分離與增殖理論
2．6．5 界面過渡區(qū)理論
參考文獻(xiàn)
第3章　Al一Ti—C與Al一Ti一C—B中間合金及其細(xì)化性能
3．1 Al—Ti—C中間合金的發(fā)展歷程
3．2 Al—Ti—C中間合金的鋁熔體反應(yīng)合成
3．2．1 熔體反應(yīng)法合成TiC的熱力學(xué)分析
3．2．2 合成方式對(duì)TiC組織形貌的影響
3．2．3 TiC粒子的尺寸控制
3．3 Al—Ti—C中間合金對(duì)純鋁的細(xì)化行為
3．3．1 不同成分Al—Ti—C中間合金的細(xì)化效果對(duì)比
3．3．2 Si、Mg、zr元素對(duì)A1一Ti—C細(xì)化行為的影響
3．3．3 Al—Ti—C中間合金細(xì)化α一Al的機(jī)理分析
3．4 A1一Ti—C—B中間合金及其細(xì)化行為
3．4．1 TiC的結(jié)構(gòu)性質(zhì)
3．4．2 Al—Ti—C—B中間合金的微觀組織結(jié)構(gòu)
3．4．3 B元素對(duì)Tic形貌的影響
3．4．4 Al—Ti—C—B中間合金的晶粒細(xì)化行為
參考文獻(xiàn)
第4章　Al—P系中間合金及其應(yīng)用
4．1 Al—Si合金磷細(xì)化處理概述
4．1．1 Al—Si合金的組織特征
4．1．2 Al—Si合金中初晶Si的磷細(xì)化處理
4．1．3影響磷細(xì)化效果的因素
4．2 Al—P系中間合金相組成及其控制
4．2．1 Al—P系中間合金物相組成
4．2．2 A1一Si—P熔體中AlP團(tuán)簇結(jié)構(gòu)
4．2．3 Al—Si—P合金相組成及其微觀組織特征
4．2．4 Al—Zr—P合金相組成及其微觀組織特征
4．2．5 Al—Cu—P合金相組成及其微觀組織特征
4．3 Al—P系中間合金磷化物生長(zhǎng)機(jī)制研究
4．3．1Al—Si—P合金中AlP孿晶生長(zhǎng)機(jī)制
4．3．2 Al—Zr—P合金中ZrP生長(zhǎng)行為研究
4．4 Al—P中間合金對(duì)初晶si相的細(xì)化機(jī)制
4．4．1 Al—P中間合金對(duì)初晶Si相的連續(xù)生核機(jī)制
4．4．2 TiB，與AlP對(duì)初晶si的復(fù)合粒子生核機(jī)制
4．5 Al—P系中間合金在A1一Si合金細(xì)化中的應(yīng)用
4．5．1 Al—Si—P中間合金微觀組織與細(xì)化行為的關(guān)系
4．5．2 Al—si—P中間合金對(duì)A390合金細(xì)化工藝參數(shù)優(yōu)化
4．5．3Al—Si—Cu—P中間合金對(duì)A390合金的細(xì)化處理
4．5．4Al—zr—P中間合金在Al—Si合金細(xì)化中的應(yīng)用
4．5．5 AlP對(duì)鋁合金中富鐵相的誘導(dǎo)作用
4．6 Al—P中間合金對(duì)Mg2Si相的細(xì)化處理
4．6．1 Al—Mg2Si合金中初晶Mg2Si的細(xì)化處理
4．6．2 Mg—Al—Si合金中初晶Mg2Si的細(xì)化處理
參考文獻(xiàn)
第5章　Si—P系中間合金及其應(yīng)用
5．1 si—P系中間合金的相組成與組織形貌
5．1．1 Si—P二元中間合金的相組成與組織形貌
5．1．2 Si—cu—P中間合金的相組成與組織形貌
5．1．3 Si—Mn—P中間合金的相組成與組織形成規(guī)律
5．1．4 Si—zr—Mn—P中間合金的相組成與組織形貌
5．2 si—Mn—P中間合金對(duì)過共晶Al—Si合金的細(xì)化處理
5．2．1 Si—Mn—P中間合金細(xì)化Al一24Si添加工藝
5．2．2 Si—Mn—P中間合金對(duì)Al一24Si細(xì)化參數(shù)的確定
5．2．3 Si—Mn—P中間合金細(xì)化Al一24Si的機(jī)理分析
5．3 si—P中間合金對(duì)超高硅Al—Si合金的細(xì)化處理
5．3．1 臨界細(xì)化工藝參數(shù)的確定
5．3．2 超高硅AJ—Si合金細(xì)化的熱力學(xué)與動(dòng)力學(xué)分析
5．4 硅相生核界面性質(zhì)的第一性原理研究
5．4．1 AlP／Si界面的研究
5．4．2 Si原子在AlP表面吸附行為的第一性原理研究
參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁：   插圖：   必須指出的是，非均質(zhì)生核的過冷度將隨熔體冷卻速度的增加而加大，在熔體內(nèi)存在著生核能力不同的多種劑時(shí)，如果熔體達(dá)到其生核能力所允許的特定過冷度，它們中間的多種生核劑可能同時(shí)達(dá)到其對(duì)晶核的催化能力，這說明生核劑的非均質(zhì)生核行為與冷卻速度有關(guān)。 1.4晶粒細(xì)化方法 目前工業(yè)上常用的凝固組織微細(xì)化方法主要有化學(xué)法、熱控法與動(dòng)態(tài)晶粒細(xì)化法。表1—2概述了各種方法及其優(yōu)缺點(diǎn)。 1.4.1化學(xué)法 化學(xué)法是一種向液態(tài)金屬中添加少量物質(zhì)以達(dá)到細(xì)化晶粒和改善組織的方法。包括添加晶粒細(xì)化劑和晶粒生長(zhǎng)抑制劑兩種方式。晶粒細(xì)化劑的作用是強(qiáng)化非均質(zhì)生核過程。它是可以直接作為外加晶核的生核劑，是一些與欲細(xì)化相有界面共格對(duì)應(yīng)關(guān)系的高熔點(diǎn)物相或同類金屬碎粒。它們?cè)谝簯B(tài)金屬中可以作為欲細(xì)化相的有效襯底而促進(jìn)非均質(zhì)生核。例如，在高錳鋼中加入錳鐵，在高鉻鋼中加入鉻鐵都可以細(xì)化晶粒并消除柱狀晶組織。加入的生核劑也可以通過與液態(tài)金屬的相互作用而產(chǎn)生非均質(zhì)生核襯底的生核劑。如生核劑能與液相中某些元素反應(yīng)生成較穩(wěn)定的化合物，此化合物與欲細(xì)化相具有界面共格關(guān)系而能促進(jìn)非均質(zhì)生核。在Al—Si合金中，P能夠與Al結(jié)合形成AlP，AlP與Si相具有非常好的界面共格關(guān)系，故P的加入可以顯著細(xì)化Al一Si合金中的初晶si相。晶粒細(xì)化劑的加入在金屬或合金熔體中引入外來固相襯底，能夠使熔體在凝固前便已存在大量的細(xì)小生核襯底，這樣能使生核率大大提高，從而顯著細(xì)化合金組織。此外，外來固相襯底也可事先涂敷于鑄型型壁上，這種方法因不需要昂貴的設(shè)備和復(fù)雜的操作，并且具有優(yōu)良的效果而被廣泛采用。 添加晶粒生長(zhǎng)抑制劑可以降低晶粒的長(zhǎng)大速度，使生核數(shù)量相對(duì)提高而獲得細(xì)小的等軸晶組織。它引入的表面活性元素在晶體各晶面上的吸附量不同，這樣不僅改變了晶體生長(zhǎng)時(shí)各晶面的相對(duì)生長(zhǎng)速度，而且促進(jìn)了枝晶游離和增殖，從而改變晶粒的數(shù)目和最終形態(tài)。其本質(zhì)是表面活性元素在晶體的某些表面上吸附，既減小了晶體各晶面表面能的差值，又降低了這些晶面的生長(zhǎng)速度，這兩方面的作用使得晶粒形狀趨于圓整和細(xì)化，從而提高材料性能。 1.4.2熱控法 金屬或合金形成的熱力學(xué)條件會(huì)影響合金的凝固組織，而且與多種工藝性能密切相關(guān)。熱控法是在凝固過程中控制結(jié)晶熱流，即采用低的熔體均勻化處理溫度、低的澆注溫度（一般將澆注溫度控制在高于液相線10～20 ℃）、控制模溫和降低合金熔體與殼型之間的溫度梯度，使凝固組織整體上獲得微細(xì)化。熱控法主要包括提高冷卻速率和低過熱度澆注等。熱控法適用于制造較重要的鑄件。采用較低的澆注溫度、鑄型預(yù)處理溫度會(huì)產(chǎn)生高的冷卻速率，但澆注溫度過低也會(huì)降低熔體的流動(dòng)性，從而出現(xiàn)澆不足的現(xiàn)象。由于澆注溫度低、凝固時(shí)間短，鑄件內(nèi)的分散疏松得不到有效的補(bǔ)縮，導(dǎo)致大量縮松的形成。因此，熱控法獲得的微細(xì)化鑄件必須經(jīng)熱等靜壓處理后才能使用。

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