Al_3Ti在铝熔体中的演变行为及细化性能研究

【摘要】材料的性能取决于材料固有的性能和组织,提高材料的性能最直接的方法就是改变材料的组织结构,而铝及铝合金最有效最常用的方法就是细化晶粒,添加细化剂是细化晶粒最直接的方法。然而迄今人们对中间合金的细化机理仍没有达成共识,铝及其合金的晶粒细化机理很复杂,仍然处于探索、发展的阶段,还有很多问题需要去解决。本文通过对进口Al-Ti-B和国产Al-Ti-C晶粒细化合金在730℃和1000℃进行重熔,对Al3Ti在铝熔体中的微观组织演变及细化性能进行研究。结果表明：730℃条件下重熔对晶粒细化合金的A13Ti、TiC、TiB2形貌和尺寸影响不大,但是对于TiC、TiB2颗粒的分布状况却有很大的影响,在晶界处大量聚集,形成TiC、TiB2粒子团。1000℃条件下重熔对晶粒细化合金的Al3Ti形态影响很大,变成长条状和针片状,并且随着保温时间的延长尺寸也有所增加,对于TiC、TiB2颗粒形态影响不明显,分布情况影响很大,同样在晶界处大量聚集,形成TiC、TiB2粒子团。本实验也发现,经过重熔的Al-Ti-B和Al-Ti-C晶粒细化合金对纯铝仍然有良好的细化效果,与重熔前合金对纯铝细化性能相比差别不大,因此晶粒细化合金重熔过程中组织表现出良好的稳定性及长效性。本文采用熔体热爆法制备出含有不同形态的Al3Ti的Al-Ti中间合金,并研究了Al-Ti合金对纯铝的细化效果。结果表明：通过合理控制熔体反应温度,冷却速度等工艺参数,能够制备出含有块状、长条状、针状等不同形状和尺寸的Al3Ti的Al-Ti合金。熔体温度对于Al3Ti的形状和尺寸有很大的影响。冷却速度也影响Al3Ti的形状和尺寸。延长保温时间有利于Al3Ti的长大。730℃制备的Al-Ti合金的Al3Ti呈小块状,尺寸较小,在空冷及随炉冷却不同冷却速度时,Al3Ti形状和尺寸差别不大,均为小块状,尺寸较小。1000℃在空气中冷却制备的Al-Ti合金的Al3Ti呈块状和长条状,尺寸较大。1000℃随炉冷却制备的Al-Ti合金的Al3Ti呈针片状,尺寸较大。Al-Ti合金晶粒细化衰退实验发现Al3Ti相在细化过程中有溶解现象,作为异质形核质点的Al3Ti相的减少,使得形核率下降,造成细化晶粒能力衰退。
【作者】祝江涛；
【导师】夏天东；
【作者基本信息】兰州理工大学，材料加工工程，2014，硕士
【关键词】中间合金；铝熔体；溶解沉淀；演变行为；细化衰退；

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