周熠智:氧化物对铝及铝合金组织与性能的影响论文

周熠智:氧化物对铝及铝合金组织与性能的影响论文

本文主要研究内容

作者周熠智(2019)在《氧化物对铝及铝合金组织与性能的影响》一文中研究指出:氧化物在铝基复合材料中的广泛应用增强了复合材料的力学性能,扩大了铝合金的使用范围,体现了氧化物对铝及铝合金组织与性能的巨大影响;而氧化物作为变质剂用于铝及铝合金的生产一直是国内外学者研究的盲点。为了探究氧化物对铝及铝合金组织与性能的影响,探明氧化物在铝及铝合金中作用机理,本文采用两种氧化物体系变质剂对纯铝和8079铝合金进行变质处理,并采用金相显微镜(OM)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)以及硬度计对氧化物的变质效果和变质机理进行了系统的研究。采用固相反应法将球磨混合的Al粉-MgO粉反应体系在马弗炉中1000℃煅烧3小时后制备MgO-MgAl2O4变质剂。研究了该变质剂对8079铝合金组织与性能的影响。结果表明:(1)MgO-MgAl2O4粉末变质剂能够细化8079铝合金的组织晶粒。当添加含量为0.05wt%时,8079铝合金组织中的树枝晶消失,转变为等轴晶组织,平均晶粒尺寸约为30μm。(2)MgO-MgAl2O4变质剂可以改善8079铝合金中的针状第二相的形貌和尺寸,当添加含量为0.1wt%时,针状的Al3Fe第二相转变为尺寸约为3μm的颗粒状。(3)8079铝合金经过变质处理后,硬度提升了21%。分析认为,MgAl2O4的晶体结构与α-Al的晶体结构相同,且晶格错配度较小,可以作为8079铝合金异质形核的形核核心,从而细化了8079铝合金的基体组织;而含Mg氧化物的添加能够增加铝合金熔体的黏度,使本就扩散困难的Fe原子在8079铝合金熔体中更难扩散,降低第二相在晶界的偏析。以TiO2粉末和Al-Mg合金为原材料,采用熔体直接反应法(950℃下保温3个小时)制备Al-Ti-MgAl2O4中间合金;并将Al-Ti-MgAl2O4中间合金加入到纯铝和8079铝合金中以研究其细化作用。EDS和XRD结果表明,Al-Ti-MgAl2O4中间合金中主要含有Al3Ti相和MgAl2O4相两种增强相,利用金相显微镜可观察到这两种增强相偏聚成团簇分布在中间合金里。当纯铝中加入3wt%的中间合金时,纯铝的晶粒由未变质时的大尺寸柱状晶转变为细小的等轴晶组织,平均晶粒尺寸由970μm下降到37μm,合金硬度提升了23.7%。将3wt%的中间合金加入8079铝合金中时,晶粒尺寸由186μm左右下降到29μm左右,合金的硬度提高了35%。进一步分析认为,Al-Ti-MgAl2O4中间合金良好的细化作用是因为Al3Ti相和MgAl2O4相均具备成为α-Al形核核心的潜力。MgAl2O4相的(111)[110]平行于Al3Ti相的(112)[20]1-且错配度非常小,在铝熔体中Al3Ti相会以MgAl2O4相为基底形核,而α-Al又以Al3Ti为基底形核长大。这种形核方式提高了铝及铝合金的形核率。所以,本文中所制备的Al-Ti-MgAl2O4中间合金是一种对α-Al非常有效的晶粒细化剂。

Abstract

yang hua wu zai lv ji fu ge cai liao zhong de an fan ying yong zeng jiang le fu ge cai liao de li xue xing neng ,kuo da le lv ge jin de shi yong fan wei ,ti xian le yang hua wu dui lv ji lv ge jin zu zhi yu xing neng de ju da ying xiang ;er yang hua wu zuo wei bian zhi ji yong yu lv ji lv ge jin de sheng chan yi zhi shi guo nei wai xue zhe yan jiu de mang dian 。wei le tan jiu yang hua wu dui lv ji lv ge jin zu zhi yu xing neng de ying xiang ,tan ming yang hua wu zai lv ji lv ge jin zhong zuo yong ji li ,ben wen cai yong liang chong yang hua wu ti ji bian zhi ji dui chun lv he 8079lv ge jin jin hang bian zhi chu li ,bing cai yong jin xiang xian wei jing (OM)、Xshe xian yan she yi (XRD)、sao miao dian zi xian wei jing (SEM)、neng pu yi (EDS)yi ji ying du ji dui yang hua wu de bian zhi xiao guo he bian zhi ji li jin hang le ji tong de yan jiu 。cai yong gu xiang fan ying fa jiang qiu mo hun ge de Alfen -MgOfen fan ying ti ji zai ma fu lu zhong 1000℃duan shao 3xiao shi hou zhi bei MgO-MgAl2O4bian zhi ji 。yan jiu le gai bian zhi ji dui 8079lv ge jin zu zhi yu xing neng de ying xiang 。jie guo biao ming :(1)MgO-MgAl2O4fen mo bian zhi ji neng gou xi hua 8079lv ge jin de zu zhi jing li 。dang tian jia han liang wei 0.05wt%shi ,8079lv ge jin zu zhi zhong de shu zhi jing xiao shi ,zhuai bian wei deng zhou jing zu zhi ,ping jun jing li che cun yao wei 30μm。(2)MgO-MgAl2O4bian zhi ji ke yi gai shan 8079lv ge jin zhong de zhen zhuang di er xiang de xing mao he che cun ,dang tian jia han liang wei 0.1wt%shi ,zhen zhuang de Al3Fedi er xiang zhuai bian wei che cun yao wei 3μmde ke li zhuang 。(3)8079lv ge jin jing guo bian zhi chu li hou ,ying du di sheng le 21%。fen xi ren wei ,MgAl2O4de jing ti jie gou yu α-Alde jing ti jie gou xiang tong ,ju jing ge cuo pei du jiao xiao ,ke yi zuo wei 8079lv ge jin yi zhi xing he de xing he he xin ,cong er xi hua le 8079lv ge jin de ji ti zu zhi ;er han Mgyang hua wu de tian jia neng gou zeng jia lv ge jin rong ti de nian du ,shi ben jiu kuo san kun nan de Feyuan zi zai 8079lv ge jin rong ti zhong geng nan kuo san ,jiang di di er xiang zai jing jie de pian xi 。yi TiO2fen mo he Al-Mgge jin wei yuan cai liao ,cai yong rong ti zhi jie fan ying fa (950℃xia bao wen 3ge xiao shi )zhi bei Al-Ti-MgAl2O4zhong jian ge jin ;bing jiang Al-Ti-MgAl2O4zhong jian ge jin jia ru dao chun lv he 8079lv ge jin zhong yi yan jiu ji xi hua zuo yong 。EDShe XRDjie guo biao ming ,Al-Ti-MgAl2O4zhong jian ge jin zhong zhu yao han you Al3Tixiang he MgAl2O4xiang liang chong zeng jiang xiang ,li yong jin xiang xian wei jing ke guan cha dao zhe liang chong zeng jiang xiang pian ju cheng tuan cu fen bu zai zhong jian ge jin li 。dang chun lv zhong jia ru 3wt%de zhong jian ge jin shi ,chun lv de jing li you wei bian zhi shi de da che cun zhu zhuang jing zhuai bian wei xi xiao de deng zhou jing zu zhi ,ping jun jing li che cun you 970μmxia jiang dao 37μm,ge jin ying du di sheng le 23.7%。jiang 3wt%de zhong jian ge jin jia ru 8079lv ge jin zhong shi ,jing li che cun you 186μmzuo you xia jiang dao 29μmzuo you ,ge jin de ying du di gao le 35%。jin yi bu fen xi ren wei ,Al-Ti-MgAl2O4zhong jian ge jin liang hao de xi hua zuo yong shi yin wei Al3Tixiang he MgAl2O4xiang jun ju bei cheng wei α-Alxing he he xin de qian li 。MgAl2O4xiang de (111)[110]ping hang yu Al3Tixiang de (112)[20]1-ju cuo pei du fei chang xiao ,zai lv rong ti zhong Al3Tixiang hui yi MgAl2O4xiang wei ji de xing he ,er α-Alyou yi Al3Tiwei ji de xing he chang da 。zhe chong xing he fang shi di gao le lv ji lv ge jin de xing he lv 。suo yi ,ben wen zhong suo zhi bei de Al-Ti-MgAl2O4zhong jian ge jin shi yi chong dui α-Alfei chang you xiao de jing li xi hua ji 。

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    论文作者分别是来自青岛科技大学的周熠智,发表于刊物青岛科技大学2019-07-19论文,是一篇关于变质剂论文,中间合金论文,细化论文,青岛科技大学2019-07-19论文的文章。本文可供学术参考使用,各位学者可以免费参考阅读下载,文章观点不代表本站观点,资料来自青岛科技大学2019-07-19论文网站,若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权,请联系我们删除。

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