SHS法制備Al-Ti-C晶粒細(xì)化劑及其細(xì)化機(jī)理研究.pdf

1、本文采用SHS法來(lái)制備Al-Ti-C晶粒細(xì)化劑的。Al-Ti-C是一種高效的鋁及其合金晶粒細(xì)化劑，具有優(yōu)異的細(xì)化效果和抗細(xì)化衰減能力，并對(duì)含Zr、Cr、Mn、V等元素的鋁合金有“中毒免疫”作用，成為取代Al-Ti-B的新一代晶粒細(xì)化劑。 以Al-Ti-C晶粒細(xì)化劑為研究對(duì)象，采用理論計(jì)算與實(shí)驗(yàn)研究相結(jié)合的方法，以熔體反應(yīng)條件對(duì)晶粒細(xì)化劑微觀組織的影響規(guī)律進(jìn)行了研究，同時(shí)，對(duì)工業(yè)純鋁和鋁硅合金做了一系列的細(xì)化及變質(zhì)實(shí)驗(yàn)，研究了Al

2、-Ti-C晶粒細(xì)化劑對(duì)純鋁的細(xì)化效果以及與Al-Sr變質(zhì)劑聯(lián)合作用下對(duì)鋁硅合金組織的影響規(guī)律，確定最佳的工藝參數(shù)。研究工作的主要內(nèi)容與研究結(jié)論： 1.采用SHS技術(shù)成功地制備了Al-Ti-C晶粒細(xì)化劑，研究了晶粒細(xì)化劑合成過(guò)程中熔體反應(yīng)條件對(duì)晶粒細(xì)化劑微觀組織的影響規(guī)律。當(dāng)組織中同時(shí)存在細(xì)小的塊狀TiAl3和顆粒狀的TiC相，而且分布比較均勻時(shí)，細(xì)化效果為最佳。從實(shí)驗(yàn)中我們可以得出，最佳的Al加入量為30(wt％)，合理的制備溫

3、度為800℃，最佳的保溫時(shí)間為10min； 2.通過(guò)Al-Ti-C晶粒細(xì)化劑對(duì)純鋁的細(xì)化實(shí)驗(yàn)，研究了不同添加量、不同碳含量、不同制備溫度下的Al-Ti-C晶粒細(xì)化劑對(duì)純鋁的細(xì)化效果。從實(shí)驗(yàn)中，我們可以得出：添加量為0.2(wt％)的Al5Ti0.25C在制備溫度為800℃時(shí)，其細(xì)化效果最好； 3.通過(guò)Al-Ti-C晶粒細(xì)化劑和Al-Sr變質(zhì)劑對(duì)ZL101合金的細(xì)化變質(zhì)實(shí)驗(yàn)，研究了單獨(dú)加入晶粒細(xì)化劑、單獨(dú)加入變質(zhì)劑和同時(shí)加

4、入細(xì)化劑與變質(zhì)劑時(shí)對(duì)ZL101合金和Al12Si合金組織的影響規(guī)律。從實(shí)驗(yàn)中，我們得出：對(duì)于ZL101合金，單獨(dú)加入變質(zhì)劑，硅相由針片狀轉(zhuǎn)化為均勻而細(xì)小的纖維狀，同時(shí)促使了α-Al枝晶的形核生長(zhǎng)，合理的加入量為0.2(wt％)；單獨(dú)加入晶粒細(xì)化劑，α-Al枝晶組織進(jìn)一步被細(xì)化，對(duì)共晶硅的作用不大，最佳的加入量為0.2(wt％)；對(duì)于Al12Si合金，單獨(dú)加入晶粒細(xì)化劑，細(xì)化效果比較明顯，隨著添加量的增加，Si相逐漸從針片狀向短棒狀和球狀