為探索清潔環(huán)保制備鋁鈦硼中間合金的方法,采用氫化鈦粉替代氟鈦酸鉀與鋁熔體反應,制備Al-Ti-B中間合金中起主要細化作用的TiAl3第二相。通過對氫化鈦粉的加料量、反應溫度、反應時間等參數(shù)的對比實驗,獲得尺寸較小、分布均勻和形態(tài)良好的TiAl3中間合金。結果表明:該方法制備的TiAl3第二相顆粒的尺寸大小分布范圍較窄,分布較均勻,形態(tài)良好。
【部分圖文】：

分析中未能觀察到明顯的ＴｉＡｌ３第二相，由于ＴｉＨ２分解反應很快且劇烈，在脫氫過程中，ＴｉＨ２分解反應發(fā)生后生成了單質Ｔｉ，ＴｉＨ２顆粒將被逐漸形成的Ｔｉ層包圍，分解析出的Ｈ２穿過Ｔｉ層向外擴散，分解后的內層新生Ｔｉ未能充分、直接地與鋁熔體反應，而是被氧化、氮化。而小包加料的加料方式可有效避免這種問題。因此，合金中ＴｉＡｌ３第二相的分布情況可能同時受加料方式和攪拌情況的影響。通過表１的數(shù)據得出了加料量與直收率的關系，其結果如圖１所示。圖１加料量與直收率的關系Ｆｉｇ．１Ｔｈｅｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｂｅｔｗｅｅｎｄｉｒｅｃｔｒｅｃｏｖｅｒｙａｎｄｑｕａｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎａｌｌｙ由圖１可知，加料量對Ｔｉ的直收率有較大影響。隨加料量的增加，直收率先增大后減小，因此，適當調整氫化鈦粉的加料量，既能達到所需的Ｔｉ含量，又能保證較高的Ｔｉ的直·４３１氫化鈦制備鋁鈦硼中間合金的實驗研究／湯皓元等·

收率。２．２．３反應溫度由表１的數(shù)據得出了反應溫度與直收率的關系，其結果如圖２所示。圖２反應溫度與直收率的關系Ｆｉｇ．２Ｔｈｅｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｂｅｔｗｅｅｎｄｉｒｅｃｔｒｅｃｏｖｅｒｙａｎｄｒｅａｃｔｉｏｎｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ由圖２可知，在７００～８５０℃的熔煉溫度范圍，Ｔｉ的直收率先減小后增大，在７８０℃時最低，到８００℃以后變得平緩，變化幅度不大。顯然，Ｔｉ的直收率受加料量和反應溫度的影響較大。在７００℃條件下，生成的ＴｉＡｌ３顆粒聚集；在８５０℃條件下，生成的ＴｉＡｌ３第二相呈長棒狀，可見，反應溫度對ＴｉＡｌ３第二相的形態(tài)和分布有很大影響。２．３物相分析對金相組織中的白色第二相進行電子探針和能譜分析，得出結果如圖３所示。圖３試樣的Ｘ射線衍射分析圖Ｆｉｇ．３Ｘ－ｒａｙｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎａｎａｌｙｓｉｓｏｆｓａｍｐｌｅ根據圖３能譜分析可知該白色第二相為ＴｉＡｌ３，在Ａｌ－Ｔｉ－Ｂ合金中起主要細化作用的是ＴｉＡｌ３和ＴｉＢ２［２］。Ａｌ－Ｔｉ－Ｂ中間合金細化效果的組織遺傳效應首先體現(xiàn)在ＴｉＡｌ３的數(shù)目上。如果中間合金中ＴｉＡｌ３的數(shù)目多，則在結晶Ａｌ－Ｔｉ－Ｂ中間合金細化前幸存的ＴｉＡｌ３數(shù)目相對較多，作為Ａｌ結晶核心的ＴｉＡｌ３數(shù)目也較多，細化效果就越好［７］。理想的ＴｉＡｌ３第二相顆粒尺寸小于３０μｍ，平均尺寸在２０μｍ左右，且尺寸相差不大，分布均勻，形態(tài)良好。圖４不同條件下制取中間合金的微觀組織圖Ｆｉｇ．４Ｍａｓｔｅｒａｌｌ

收率。２．２．３反應溫度由表１的數(shù)據得出了反應溫度與直收率的關系，其結果如圖２所示。圖２反應溫度與直收率的關系Ｆｉｇ．２Ｔｈｅｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｂｅｔｗｅｅｎｄｉｒｅｃｔｒｅｃｏｖｅｒｙａｎｄｒｅａｃｔｉｏｎｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ由圖２可知，在７００～８５０℃的熔煉溫度范圍，Ｔｉ的直收率先減小后增大，在７８０℃時最低，到８００℃以后變得平緩，變化幅度不大。顯然，Ｔｉ的直收率受加料量和反應溫度的影響較大。在７００℃條件下，生成的ＴｉＡｌ３顆粒聚集；在８５０℃條件下，生成的ＴｉＡｌ３第二相呈長棒狀，可見，反應溫度對ＴｉＡｌ３第二相的形態(tài)和分布有很大影響。２．３物相分析對金相組織中的白色第二相進行電子探針和能譜分析，得出結果如圖３所示。圖３試樣的Ｘ射線衍射分析圖Ｆｉｇ．３Ｘ－ｒａｙｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎａｎａｌｙｓｉｓｏｆｓａｍｐｌｅ根據圖３能譜分析可知該白色第二相為ＴｉＡｌ３，在Ａｌ－Ｔｉ－Ｂ合金中起主要細化作用的是ＴｉＡｌ３和ＴｉＢ２［２］。Ａｌ－Ｔｉ－Ｂ中間合金細化效果的組織遺傳效應首先體現(xiàn)在ＴｉＡｌ３的數(shù)目上。如果中間合金中ＴｉＡｌ３的數(shù)目多，則在結晶Ａｌ－Ｔｉ－Ｂ中間合金細化前幸存的ＴｉＡｌ３數(shù)目相對較多，作為Ａｌ結晶核心的ＴｉＡｌ３數(shù)目也較多，細化效果就越好［７］。理想的ＴｉＡｌ３第二相顆粒尺寸小于３０μｍ，平均尺寸在２０μｍ左右，且尺寸相差不大，分布均勻，形態(tài)良好。圖４不同條件下制取中間合金的微觀組織圖Ｆｉｇ．４Ｍａｓｔｅｒａｌｌ

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