研究了Al-5Ti-1B和Al-3Ti-0.15C兩種細(xì)化劑對(duì)2026鋁合金鑄錠組織、型材組織及型材性能的影響。結(jié)果表明,在0.2%的添加量下,Al-5Ti-1B細(xì)化劑的細(xì)化效果優(yōu)于Al-3Ti-0.15C細(xì)化劑,采用Al-5Ti-1B細(xì)化劑生產(chǎn)的鑄錠和型材的晶粒尺寸均小于對(duì)比試樣;采用Al-5Ti-1B細(xì)化劑生產(chǎn)的型材強(qiáng)度略高于采用Al-3Ti-0.15C細(xì)化劑生產(chǎn)的型材,但伸長(zhǎng)率略有降低。 

【文章來(lái)源】：特種鑄造及有色合金. 2020,40(09)北大核心

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鑄錠不同位置的顯微組織

圖2為鑄錠平均晶粒尺寸�？梢钥闯觯捎肁l-5Ti-1B細(xì)化劑所生產(chǎn)鑄錠由芯部到邊部的晶粒平均尺寸分別為300.67、234.60和169.86μm，采用Al-3Ti-0.15C細(xì)化劑所生產(chǎn)鑄錠由芯部到邊部的晶粒平均尺寸分別為466.82、380.53和270.94μm。從鑄錠芯部到邊部，晶粒平均尺寸逐漸減小，符合半連續(xù)鑄造生產(chǎn)的工藝特點(diǎn)。Al-5Ti-1B細(xì)化劑的細(xì)化效果優(yōu)于Al-3Ti-0.15C細(xì)化劑，與部分報(bào)道中的研究結(jié)果不一致。趙文軍等[25]通過(guò)研究，發(fā)現(xiàn)自制Al-Ti-C晶粒細(xì)化劑比進(jìn)口的具有更好的細(xì)化效果。胡永杰等[26]研究發(fā)現(xiàn)AlTi-C的細(xì)化效果明顯優(yōu)于Al-Ti-B。但是，丁清偉等[8]通過(guò)對(duì)比不同細(xì)化劑對(duì)7050鋁合金細(xì)化效果，發(fā)現(xiàn)Al-5Ti-1B的細(xì)化效果顯著優(yōu)于Al-3Ti-0.15C，與本試驗(yàn)結(jié)果一致。不同研究結(jié)果相悖的主要原因應(yīng)該是每個(gè)研究采用的細(xì)化劑來(lái)源不同，細(xì)化劑含量及品質(zhì)存在差異，尤其是起細(xì)化作用的彌散相尺寸及分布差距較大，使用方法也各不相同，對(duì)細(xì)化劑效果的研究結(jié)果只適用于其特定的試驗(yàn)場(chǎng)景。本試驗(yàn)采用的Al-5Ti-1B細(xì)化劑，來(lái)自AMG Aluminum公司，其生產(chǎn)的細(xì)化劑，形核質(zhì)點(diǎn)分散性優(yōu)異，減少了TiB2團(tuán)聚帶來(lái)的不利影響，相同使用條件下，晶粒細(xì)化效果明顯優(yōu)于同公司生產(chǎn)的Al-3Ti-0.15C細(xì)化劑。此外，600mm直徑圓鑄錠的尺寸較大，鑄造溫度也有進(jìn)一步降低的空間，液穴過(guò)冷度不夠大，而且2026合金中較高的Zr含量也會(huì)一定程度影響細(xì)化劑效果。在多重因素的綜合影響下，鑄錠的晶粒尺寸明顯大于文獻(xiàn)[14]中采用Al-Ti-C細(xì)化劑的Al-5Cu合金鑄錠的晶粒尺寸。從工程應(yīng)用角度出發(fā)，想要進(jìn)一步細(xì)化600 mm圓鑄錠的晶粒尺寸，可適當(dāng)增大細(xì)化劑的用量。尤其是采用Al-3Ti-0.15C細(xì)化劑時(shí)，TiC形核質(zhì)點(diǎn)抗團(tuán)聚性能好，但在熔體中穩(wěn)定性差，可以通過(guò)提高細(xì)化劑用量保證細(xì)化效果，又不會(huì)因形核質(zhì)點(diǎn)團(tuán)聚產(chǎn)生疲勞性能、斷裂韌度等性能降低的風(fēng)險(xiǎn)。適當(dāng)降低鑄造溫度，能夠增大液穴的過(guò)冷度，增加形核率，也能夠起到細(xì)化鑄錠晶粒的作用。在本公司2026合金的實(shí)際生產(chǎn)中，已經(jīng)通過(guò)調(diào)低鑄造溫度，獲得了晶粒尺寸更加細(xì)小的鑄錠。2.2 型材顯微組織分析

型材縱截面和橫截面的顯微組織見(jiàn)圖3。可以看出，只有部分晶粒的晶界受侵蝕，縱截面中，晶粒沿?cái)D壓方向拉長(zhǎng)呈纖維狀，為典型的變形組織，未發(fā)現(xiàn)明顯的再結(jié)晶組織形貌；橫截面中，晶粒呈等軸狀；第二相溶解情況良好，僅存在少量沿晶界分布未熔結(jié)晶相；相對(duì)于Al-5Ti-1B,Al-3Ti-0.15C細(xì)化試樣的縱截面纖維組織較寬，橫截面等軸組織截距較大，整體晶粒尺寸偏大。相對(duì)于壓延產(chǎn)品，擠壓產(chǎn)品的再結(jié)晶溫度普遍較高，特別是一次擠壓的材料，最終再結(jié)晶溫度往往高于過(guò)燒溫度[27]。而且，2026合金在均勻化過(guò)程中析出Al3Zr彌散相，對(duì)位錯(cuò)的遷移起到釘扎作用，影響位錯(cuò)的多邊形化和小角度亞晶的穩(wěn)定化，降低晶粒形核率和長(zhǎng)大速度，抑制再結(jié)晶。因此，試驗(yàn)生產(chǎn)的2026型材再結(jié)晶比例極低，有利于獲得高損傷容限。未發(fā)生明顯再結(jié)晶的情況下，2026型材的晶粒形態(tài)主要受鑄錠晶粒尺寸和擠壓比影響，相同擠壓比下，采用Al-3Ti-0.15C細(xì)化劑生產(chǎn)的型材晶粒尺寸較大。

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