基于SHS技術(shù)制備Al-Ti-C晶粒細(xì)化劑的研究.pdf

1、與傳統(tǒng)的Al-Ti-B中間合金相比，Al-Ti-C中間合金細(xì)化劑較少存在諸如TiB2粒子尺寸較大，且易被鋁液中微量的Zr、Cr、Mn等元素“毒化”而導(dǎo)致晶粒細(xì)化效果衰退等問題。因此，Al-Ti-C中間合金被認(rèn)為是最有發(fā)展前途的鋁及鋁合金的晶粒細(xì)化劑。但是，由于C與液態(tài)Al不潤濕等原因，采用傳統(tǒng)的熔煉方法一般難以穩(wěn)定制備這種細(xì)化劑。因此，研究開發(fā)該細(xì)化劑的制備新技術(shù)一直是人們追求的目標(biāo)。在此基礎(chǔ)上，本文提出了一種制備該細(xì)化劑的新方法－自蔓

2、延高溫合成（SHS）技術(shù)?；谌芤簾崃W(xué)理論，本文首先對Al-Ti-C三元體系的反應(yīng)熱力學(xué)進(jìn)行了理論分析和計算。結(jié)果表明，在Al液的高溫作用下，浸入其中的Al-Ti-C預(yù)制塊可以發(fā)生SHS反應(yīng)，合成晶粒細(xì)化劑中所需的Al3Ti和TiC相，從而可望開發(fā)制備Al-Ti-C晶粒細(xì)化劑的鋁液中的SHS工藝。采用直接SHS工藝和在高溫鋁液中的SHS工藝，分別制備出了Al-Ti-C中間合金細(xì)化劑。系統(tǒng)研究了預(yù)制塊中Al粉含量、C/Ti比、Al液溫度

3、等工藝參數(shù)對所制備的晶粒細(xì)化劑組織的影響。研究結(jié)果表明：直接SHS工藝合成的細(xì)化劑由Al和亞微米TiC粒子組成，而鋁液中的SHS工藝制備的細(xì)化劑則由Al、塊狀A(yù)l3Ti和粒狀TiC組成。比較分析了上述兩種工藝制備的晶粒細(xì)化劑分別對工業(yè)純Al的晶粒細(xì)化效果和抗晶粒細(xì)化衰退能力。細(xì)化實驗表明，上述兩種工藝制備的細(xì)化劑對工業(yè)純鋁均有良好的晶粒細(xì)化效果和較高的抗晶粒細(xì)化衰退能力。但從工藝和經(jīng)濟(jì)的角度來看，鋁液中的SHS工藝更適合Al-Ti-C晶