本文關鍵詞：Al-Ti-B-O復合細化劑的細化機理研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：Al-Ti-B-O細化劑是Al-Ti-B細化劑和Al_2O_3顆粒的結合,為探究Al-Ti-B-O細化劑的細化機理,可以先分別研究Al-Ti-B細化劑和Al_2O_3顆粒對Al合金的細化機理。由于Al-Ti-B細化劑的細化機理已經比較成熟,因此本文先重點研究了Al_2O_3顆粒對Al-Si合金的細化機理,再結合成熟的Al-Ti-B細化劑細化機理對Al-Ti-B-O細化劑的細化機理進行了分析。利用半固態(tài)機械攪拌+陶瓷刀剪切法向Al-7Si合金中加入1wt.%的SiO2粉末,通過原位反應法制備Al_2O_3顆粒增強Al-8Si基復合材料。利用金相顯微鏡(OM)、掃描電鏡(SEM)觀察Al_2O_3顆粒的大小、分布及Al-8Si合金的組織特征并檢測了合金的晶粒大小。結果表明,通過螺旋攪拌槳形成的渦流可以將外加粉末帶入基體,同時也會吸入大量氣體,帶入的粉末往往以團聚的形式存在,而螺旋攪拌槳無法將這些團聚的粉末分散開。由于添加了陶瓷刀剪切工藝,難以分散的細小SiO2顆粒被剪切而分散開,在晶界處均勻分布。同時,復合材料中的α-Al晶粒轉變?yōu)榧毿〉牡容S晶,而Al_2O_3顆粒周圍的共晶Si向細小的塊狀轉變。通過半固態(tài)機械攪拌+陶瓷刀剪切向Al-8Si合金中加入了不同尺寸和質量分數的γ-Al_2O_3顆粒。結果表明,相同添加質量分數下,小尺寸的γ-Al_2O_3顆粒在基體內分布范圍更廣,細化共晶相的能力更強,但團聚比大顆粒的γ-Al_2O_3顆粒嚴重。相同顆粒尺寸下添加1wt.%的γ-Al_2O_3顆粒最有利其在基體內的分散,添加量過多會造成嚴重的團聚現(xiàn)象。同時,添加的γ-Al_2O_3顆粒越大,對合金α-Al晶粒的細化效果越差,小尺寸的γ-Al_2O_3顆粒有利于α-Al晶粒的細化;添加1wt.%的γ-Al_2O_3顆粒最有利于細化α-Al晶粒。通過向Al-8Si合金中加入不同質量分數的Al-5Ti-1B細化劑和Al-5Ti-1B-6O復合細化劑,發(fā)現(xiàn)都有一個最佳添加量,達到最佳添加量時細化效果最好,超過最佳添加量時細化效果不變。兩種細化劑最佳添加量都是0.6%左右,此時添加Al-5Ti-1B-6O細化劑的材料晶粒尺寸要小于添加Al-5Ti-1B細化劑的材料。經過Al-5Ti-1B-6O細化劑細化后的α-Al晶粒形貌為花瓣狀,細化劑添加量為0.6wt.%時在花瓣狀α-Al晶粒內部找到了白色的Al_2O_3顆粒,其尺寸大約為1μm,可以作為α-Al晶核的異質形核核心,通過增加形核率來細化晶粒。
【關鍵詞】：Al_2O_3顆粒 細化機理 復合材料 Al-8Si 細化效果
【學位授予單位】：江蘇大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TG292
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-11
• 第一章 緒論11-27
• 1.1 鋁及鋁合金晶粒細化意義11-13
• 1.2 Al-Ti-B晶粒細化劑13-14
• 1.3 Al-Ti-B細化劑的制備方法14-16
• 1.3.1 氟鹽法14-15
• 1.3.2 Al熱還原法15
• 1.3.3 電解法15-16
• 1.3.4 自蔓延高溫合成法16
• 1.3.5 熔體元素混合法16
• 1.4 Al-Ti-B細化劑的細化機理16-22
• 1.4.1 包晶反應理論16-18
• 1.4.2 粒子理論18
• 1.4.3 二重形核理論18-19
• 1.4.4 溶質理論19
• 1.4.5 組織遺傳性理論19-20
• 1.4.6 自由生長理論20-22
• 1.5 Al-Si合金中共晶Si的變質22-23
• 1.6 Al_2O_3對Al-Si合金的細化23-25
• 1.7 本課題研究目的和研究內容25-27
• 第二章 實驗材料、設備及分析方法27-32
• 2.1 實驗原材料27-28
• 2.1.1 基體材料的選擇27
• 2.1.2 增強相的選擇27-28
• 2.2 實驗設備28-30
• 2.2.1 熔煉設備28
• 2.2.2 機械攪拌裝置28-30
• 2.3 材料測試分析方法30-32
• 2.3.1 金相試樣制備30
• 2.3.2 光鏡分析(OM)30-31
• 2.3.3 掃描電子顯微鏡分析31-32
• 第三章 原位Al_2O_3顆粒增強Al-8Si復合材料制備的研究32-38
• 3.1 引言32
• 3.2 復合材料制備工藝32-33
• 3.3 結果與討論33-36
• 3.3.1 半固態(tài)攪拌剪切對Al合金顯微組織的影響33-34
• 3.3.2 原位Al_2O_3對Al合金顯微組織的影響34-36
• 3.4 本章小結36-38
• 第四章 外加γ-Al_2O_3對Al-8Si合金顯微組織的影響38-46
• 4.1 引言38-39
• 4.2 實驗工藝39
• 4.3 γ-Al_2O_3對Al-8Si合金顯微組織的影響39-44
• 4.3.1 不同顆粒尺寸γ-Al_2O_3對Al-8Si合金顯微組織的影響39-40
• 4.3.2 1μm γ-Al_2O_3對Al-8Si合金顯微組織的影響40-41
• 4.3.3 γ-Al_2O_3顆粒增強鋁基復合材料的掃描電鏡分析41-43
• 4.3.4 γ-Al_2O_3對Al-8Si合金的細化效果分析43-44
• 4.4 本章小結44-46
• 第五章 Al-5Ti-B-6O細化劑對Al-8Si合金的細化效果及機理分析46-54
• 5.1 引言46
• 5.2 實驗工藝46-47
• 5.3 不同細化劑種類、含量對Al-8Si合金的細化效果分析47-49
• 5.4 不同細化劑細化后材料的顯微組織分析49
• 5.5 Al-5Ti-1B-6O細化劑細化后材料的SEM分析49-51
• 5.6 Al-Ti-B-O細化劑細化機理分析及展望51-53
• 5.7 本章小結53-54
• 第六章 主要結論54-55
• 參考文獻55-62
• 致謝62-63
• 攻讀碩士期間發(fā)表的論文及專利63

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