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Al-Ti-C晶粒细化剂制备工艺的研究

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中圈分 类号 ： Ｔ １ ． “ Ｇ４ ２ ６
文献标识 码 ： Ａ
文章编 号 ： ０ ６７ （０６ Ｏ — ｏ８ ｏ １ ４— １８ ２０ ）１ ０２ 一 ３ ０
Ｒｅ ｅ ｒ ｈ ｏ ｒ ｐ ｒ ｔ ｎ ｏ —Ｔｉ ｓａ ｃ ｎ Ｐ ｅ ａ ａｉ ｆＡｌ ｏ —Ｃ ａｎ ｒ ｆ ｅ ｓ Ｇｒ ｉ ｅ ｎ ｒ ｉ
Ｋｅ ｒ ｓ： ＨＳ ｔｃ ｎ ｑ ｅ ＡＩ ｙ ｗｏ ｄ Ｓ ｅ ｈ ｉ ｕ 。 —Ｔ —Ｃ ｇ ａｎ ｒ ｆ ｅ ， ｃ ｓｒ ｃ ｕ ｓ ｉ ｉ ｅｉ ｒ ｍｉｒ ｔ ｔ ｒ ｒ ｎ ｅ ｕ ｅ
ＴＣ为 Ｎ Ｃ 型 Ｆ Ｃ结构的共价键化合物， 铝 ｉ ａｌ Ｃ 在
熔体中有足够的稳定性 。 并具有与 Ａ 相同的面心立 ｌ 方 晶体结构和非常相似 的晶格 常数 。 其点阵错 配度 小于 １ ５％ ， 明 Ａ 与 ＴＣ间存在 晶体取向附生关 表 ｌ ｉ 系， 从结晶学观点 出发 。 ｉ ＴＣ粒子有利于铝形核 ， 从
Ａｂ ｔａ ｔ Ａ ｘｕ ｅｏ ， ｉ ｎ ｏ ｄ ｒ ｓｉ ｓｒ ｃ ： ｍｉｔｒ ｆＡＩＴ ｄ Ｃ ｐ ｗ ｅｓｗａ ｍｍｅｓｄｉ ｎｅｅａｅ ａ ｒｅ ｎａ ｌｖｔｄ—ｔｍｐ ｒｔｒ ｌ．ｗ ｉｈｉｎｔｄ ｔ ｋ ｌｃ ＨＳ ｅ ｅａｕｅＡＩ ｍｅｔ ｈｃ ｉ ｏｔ ｅｐａ ｅＳ ｇ ｅ ａ ｅ ｃｉ ．Ｉ ｈｓｗａ ，ａ —Ｔ —Ｃ ｍａ ｔｒａｌ ｒｉ ｅ ｎ ｒｗ ｓｐｅ ａ ．Ｔ ｅｅ ｅ ｔ ｆｔ ｉ ｏ ｈ ｄ ｒ ｏ ｈ ｃｏ ｒａｔ ｎ ｎ ｔｉ ｙ ｎＡＩ ｉ ｓｅ ｌ ｙ ｇａｎ ｒｆ ｅ ａ ｒｐ ｒｄ ｈ ｆ ｃｓｏ ｅｓｚ ｆｔｅ ＡＩ ｗ ｅ ｎ ｔｅ ｍｉｒ－ ｏ ｏ ｉ ｅ ｈ ｅ ｏ ｐ ｓ ｓｒｃｕ ｓｏ ｅｆｂｉａｅ ｓｅ ｌｙ ｅｅｓｕ ｉｄ ｂ ＥＭ 。 ｔ ｔｒ ｆ ｈ ａ ｒ ｔｄｍａ ｔｒａ ｏ ｓｗ ｒ ｔｄｅ ｙＳ ｕ ｅ ｔ ｃ ｌ ＯＭ 。 ＤＳ ｈ ｒｉ ｆ ｉｇ ｐ ｒ ｒ ｎ ｅｏ ｈ ａ ｒ ａｅ Ｉ—Ｔ —Ｃ Ｅ ．Ｔ ｅｇａｎｒｉ ｎ ｅ ｏｍａ ｃ ｆｔｅｆｂ ｉ ｔｄ Ａ ｅ ｎ ｆ ｃ ｉ ｍａｔｒａｌｙ ｒｃ ｍｍｅｃａｌ ｕ ａ ｖ ｕ ｔｄ ｈ ｅｕｔ ｓ ｏ ｈ ｔ ｅ ｅｓｚ ｆ ｈ ｗ ｅｓｉ １０ ～２ ｏｍｕ ｔｅｍｉｅ ｓ ｅ ｌ ｓｆ ｏ ｏ ｏ ｒｉ ｙｐ ｒ Ａｌ ｓｅ ａ ａｅ ．Ｔ ｅｒｓ ｌ ｈ ｗ ｔａ ｎｔ ｉｅｏ ｅＡＩ ｌ ｅ ｗ ｌ ｓ ｗｈ ｈ ｔ ｏ ｐ ｄ ｒ ０ ｓ ０ 。ｈ ｘｄ ｏ ｄ ｒ ｃ ｎｅ ｌ ｃ ｒ ｏ ＨＳｒ ｃｉ ｔｅｍｅｔ ｐ ｗ ｅ ａ ａｉ ａｒ ｎＳ ａ ｔ ｎｉ ｈ ｌ．Ａｓａｒｓ ｌ，ｔｅｐｅ ａｅ ｓ ｒａｌｙ ｏ ｓｓｅ ｆ ｌｃ ｙＡＩＴ ，ｆ ｅＴＣ ｐ ｒ － ｓ ｓ ｙ ｙ ｅ ｏ ｎ ｅ ｕｔ ｈ ｒｐ ｒｄ ｍ ｔ ｏ ｓｃ ｎ ｉ ｄｏ ｏ ｋ ３ ｉ ｉ ｉ ａｔ ａ ｅ ｌ ｔ ｂ ｎ ｉ ｃｅ ｄＡＩｍａｒｘ ｎ ｘ ｉｉ ｄ ｇ ｏ ｒｉ ｅ ｎｎ ｅｆｒ ｎ ｅｆｒｃ ｍｍｅ ｉ ｌ ｕｅＡＩ ｌｓａ ｔｉ，ａ ｄ ｅｈｂｔ ｏ ｄ ｇａｎ ｒｆ ｉｇｐ ｒ ｍａ ｃ ｏ ｎ ｅ ｉ ｏ ｏ ｃ ｌ ｒ ａ ｙｐ ｒ ．
Ａ 一Ｔ —Ｃ晶粒 细 化 剂 制 备 工 艺 的研 究 １ ｉ
梁丽萍 。 许謇香 。 张金 山。 卢斌峰 。 李永莲 （ 太原理 工大学 材料 学院 ， 山西 太原 ０ ０２ ） ３０４
摘 要 ： 用 Ａ 液的 高温 ， 加入其 中的 Ａ 、ｉｃ混 合粉 末发生 Ｓ Ｓ反 应 ， 利 ｌ 使 ｌＴ 、 Ｈ 制备 出了 Ａ —Ｔ —Ｃ 中间舍 ｌ ｉ
金 晶粒细化 剂， 通过扫描 电镜 （ Ｅ 、 Ｓ Ｍ） 光学显微镜 （ Ｍ） Ｏ 和能谱分析 （ Ｄ ） Ｅ Ｓ 等手段 。 究了铝粉颗 粒大 小对 制 研 备的 Ａ —Ｔ — ｌ ｉ ｃ晶粒细化剂组织结构的影响 ， 考察 了制备 的 Ａ —Ｔ —Ｃ晶粒 细化剂 对工业 纯 的 晶粒细化 ｌ ｉ
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２０ ０ ６年第 １ 期
２０ ０ ６年 ２月
铸适设源自备研究 Ｆ ｂ２Ｏ Ｎ １ ｅ．Ｏ ６ ０
Ｒ Ｓ Ａ Ｃ Ｔ Ｄ Ｅ Ｎ Ｆ Ｕ Ｄ Ｙ Ｅ Ｕ Ｐ Ｎ Ｅ Ｅ Ｒ Ｈ Ｓ Ｕ ＩＳＯ Ｏ Ｎ Ｒ Ｑ ＩＭＥ Ｔ
・
研 究生 论文 ・
而能起到细化晶粒组织 的作用 ， 对此 。 出现了含 ＴＣ ｉ 粒子的 Ａ — ｉ ｃ晶粒细化剂。但由于碳与液态铝 ｌ Ｔ—
１ 试验 方 法与 过程 以 Ａ 粉 （９ ８％ ）Ｔ 粉 （９０％ ） Ｃ粉 （９０ ｌ ９． 、ｉ ９ ． 、 ９ ．
效果。结果表明： ３铝粉大小为 １ ＂ － ０ ０目一 ０ ２０目的细铝粉时， 制备的 Ａ — ｉ Ｃ中问合金由块状 Ａ ｉ ｌ Ｔ— ｌ 、 Ｔ 粒状
ＴＣ和 Ａ 基 体组成 ， 工业纯 Ａ 具 有 良好的 晶粒细化效果 。 ｉ ｌ 对 ｌ
关键词 ：ＨＳ 术 ； ｌ Ｔ —Ｃ晶粒细化 剂 ； Ｓ 技 Ａ— ｉ 显微组 织
Ｕ Ａ －ｉｇ。 ｈ ｎ ｘａ ｇ， ＨＡ Ｇ ￣ｎ ｓ ａ ， Ｕ ｉ ． ｅ ｇ ＮＧ ｌｐ ｎ ＸＵ Ｃ ｕ －ｉｎ Ｚ Ｎ ｉ － ｈ Ｌ Ｂ ｎＦ ｎ ｈ
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铝及铝合金细化剂的研究

铝及铝合金细化剂的研究

ＫＥＹ Ｗ ＯＲＤＳ：Ａ１；Ａ１ ａｌｌｏｙ；ｒｅｆｉｎｉｎｇ ａｇｅｎｔ；ｒｅｆｉｎｉｎｇ ｍ ｅ ｃｈａｎｉｓｍ
１ 引 言
生产高质量的变形铝合金 ，·控制铸锭组织是十 分必要 的，铝合金中铝的晶粒细化后 ，不仅提高了 机械性能 ，而且 由于组织致密 ，也提高了铸件 的气 密性 ，这对耐压件尤其重要 。细化晶粒尺寸最常用 和最有效的方法是在浇注前 向溶体 中加入形核剂 ， 在铝的凝固过程 中通过异质形核使 晶粒细化 ，工业 上把这种方法叫铸锭 晶粒微细化处理 。其 中最主要 的 晶粒 细化 剂有 三类 ：Ａ１ Ｔｉ、Ａ１ＴｉＢ和 Ａ１ＴｉＣ。
现在 大约 ７５％的世界 铝工业 使用 Ａ１ＴｉＢ进行 晶粒 细
化，其 中较 常 用 的 三 种 成 分 是 ：Ａ１Ｔｉ５Ｂｏ．２、Ａ１．
Ｔｉ５Ｂｏ．６、Ａ１Ｔｉ５Ｂ１，我 国 生 产 的 Ａ１ＴｉＢ晶 粒 细 化 剂 主
要供建 筑 型材 等 低 档 产 品 的铝 及 铝合 金 晶粒 细 化
Ａｕｇ． ２００６
Ｖｏ１．３５．Ｎｏ．４ （Ｓｕｍ １９９）
而减少 ，且 生 成 的 Ｔｉ 粒 子粗 大 ，易 于 沉 积 到 炉
底 而失 去细化作 用 ，此外 ，氟盐 的侵 蚀作 用使 熔炉 耐火砖迅速损坏 ，电炉的镍铬加热元件寿命也会在
氟盐蒸 汽气氛 目前较为广泛使用的细化剂 ，
关键词 ：铝 ；铝合金 ；细化剂 ；细化机理 中图分类号 ：ＴＧ１４６．２１ 文献标识码 ：Ａ 文章编号 ：１００６一Ｏ３ｏ８（２００６）０４—００５３—０５
Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ ｔｈｅ Ｇｒａｉｎ Ｒｅｆｉｎｅｍｅｎｔ ｆｏｒ Ａｌｕｍｉｎｕｍ ａｎｄ Ａｌ Ａｌｌｏｙｓ
ＹＡＮＧ Ｍ ｉｎｇ，ＺＨＯＮＧ Ｙｉ
铝合金中Si含量对Al-Ti-C细化效果的影响

铝合金中Si含量对Al-Ti-C细化效果的影响

２ ， ％ ， ．％ ， ％ ， ％ ， ｅ ｐ ｃｉｅｙ ｗａ ｎ ｅ ｔ ａ ｅ Ｔｈ ｘ ｅ ｉ ｎ ａ ｅ ｕｔ ｈ ｗｅ ｈ ｔａ ｅ ％ ３ ３５ ４ ５ ｒ ｓ ｅ ｔ ｌ， ｓｉｖ ｓｉ ｔｄ． ｅ ｅ ｐ ｒ ｖ ｇ ｍｅ ｔ ｌ ｓ ｌ ｓ ｏ ｄ ｔ ａ ｔ ｈ ｒ ｓ ｔ ｓ ｍ ｅ ＡＩ Ｔ． ＿５ ａ ｄｔ ｎ Ｉｖ １ ｈ ｒ ｉ ｉｅ ｅ ｏ ｅ ｓ ｌ ｔ ｈ ｎ ｒ ａ ｅ ｏ ｏ ｔ ｎ ａ ． ｉ ２ Ｃ ｄ ｉｏ ｅ ｅ．ｔ ｅ ｇ ａ ｎ ｓｚ ｓ ｂ ｃ ｍ ｍａｌ ｗｉ ｔ ｅ ｉｃ ｅ ｓ ｆＳｉｃ ｎｅ ｔ ５ ０ ｉ ｅｒ ｈ
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Ｍａ ０ ８ ｙ２ ０
铸
造
Ｖｏ ． ７ ＮＯ． １５ ５
Ｆ ＯＵＮＤ ＲＹ
铝合金 中Ｓ含量对Ａ－ ｉＣ ｉ ＩＴ— 细化效果 的影 响
马 晓光 ，刘相 法 ，丁 海 民
（ 山东大学材料 液态结构及 其遗传性教育部重点 实验 室，山东济南 ２０ ６ ） ５０ １
ＭＡ ａ － ｕ ｎ 。 Ｉ ａ ｇ ｆ 。 ＮＧ ｉ ｉ Ｘｉｏ ｇ ａ ｇ Ｌ Ｕ Ｘｉｎ ．ａ ＤＩ Ｈａ－ ｎ ｍ
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AlAl-Ti-B晶粒细化机理

AlAl-Ti-B晶粒细化机理

Al/Al-Ti-B晶粒细化机理摘要：Al-Ti-B是很多Al合金运用最广泛的细化剂。

然而，经过60年的深入研究，晶粒细化的确切机制尚不清楚。

本工作的目的是使我们进一步了解涉及Al-Ti-B系晶粒细化剂的晶粒细化机制。

广泛的高分辨率电子显微镜的调查证实了在(0 0 0 1)TiB2表面存在富Ti膜，这是最有可能是二维(1 1 2)Al3Ti复合。

进一步的实验进行了调查了解TiB2颗粒的效力和二维Al3Ti的稳定性。

我们的研究结果表明，TiB2颗粒的效力的显著增加是通过在其表面形成单层二维Al3Ti。

二维Al3Ti 在集中Al-Ti溶液的液态Al/TiB2界面形成，尽管溶于稀Al-Ti溶液，但是两者的形成和二维Al3Ti溶解的相对缓慢。

Al-5Ti-1B晶粒细化剂显著细化晶粒直接归因于在添加晶粒细化剂之后强化了TiB2颗粒的效力和二维Al3Ti和溶解有足够的游离Ti实现柱状晶向等轴晶转变。

关键词：晶粒细化；形核；铝；TiB2；界面层1前言铝合金晶粒细化是可取的因为它有利于铸造工艺，减少铸造缺陷，因此可以提高铸件质量[1]。

实现晶粒细化铸态组织，通过晶粒细化剂的添加化学接种已经成为一种常见的工业应用[2]。

最广泛使用的铝合金晶粒细化剂的Al-Ti-B中间合金（所有成分重量%，除非另有规定），其中包含了在铝基金属间化合物Al3Ti 和TiB2粒子。

Al-Ti-B中间合金含有2.8%的过剩Ti大于TiB2的化学计量比(即2.2:1，%)。

Al-Ti-B中间合金对大多数形核过冷度小于1K铝合金的晶粒细化非常有效[2]。

从介绍Al-Ti-B系晶粒细化剂已经超过60年[3]，已作出了巨大的努力去理解晶粒细化的机制，这已成为一些综述文章的主题（例如，[2,4,5]）。

然而，直到现在，涉及Al-Ti-B晶粒细化剂的确切细化机制尚未达成共识[5]。

在上世纪50年代，Cibula首先提出硬质合金碳-硼化物粒子理论[3]。

Al-Ti-B合金晶粒细化

Al-Ti-B合金晶粒细化

目录1、引言 (1)2、细化原理 (1)2.1、包晶相图理论 (2)2.2、碳化物-硼化物理论 (2)2.3、双重形核理论 (3)2.4、α-Al晶体增殖理论 (3)3、合金元素的作用 (3)3.1、Ti对铝合金熔铸组织的细化作用 (3)3.2、B对铝合金熔铸组织的细化作用 (4)3.3、其它杂质元素对铝合金熔铸组织的细化影响 (4)4、小结 (5)5、参考文献 (6)Al-Ti-B合金晶粒细化【摘要】铝合金中加入少量Ti和B时,铝合金组织可得到明显细化，合金的强度、韧度、耐磨性、抗疲劳性能及热稳定性等均有所提高。

【关键词】铝钛硼合金晶粒细化合金元素Al-Ti-B Alloy grain refinement 【Abstract】Aluminum alloy to add a small amount of Ti and B, the refined aluminum alloy group is obviously, the strength of the alloy, toughness, wear resistance, fatigue resistance and thermal stability were improved【Key words】Al-Ti-B alloy grain refinement alloying elements1、引言根据Hall-Petch公式可知，材料的屈服强度和材料的晶粒大小成反比，细小的晶粒尺寸可以有效地提高材料的强度和韧性，同时改善合金的机械加工性能，对于铝在各行业的应用均具有重要的意义[1]。

目前，细化铝合金晶粒的方法主要包括以下4种：①控制金属凝固时的冷却速度[2]；②机械物理细化法，包括机械振动和机械搅拌等；③物理场细化法[3]，如电场、磁场和超声波处理等；④化学细化法，加入各种晶粒细化剂，促进铝及合金的形核或抑制晶核长大。

在工业生产中，细化晶粒尺寸最常用的方法是化学细化法，即在熔融的铝液中加入晶粒细化剂，起到异质形核的作用，进而细化晶粒尺寸。