利用氟鹽法制備Al-5Ti-1B和Al-5Ti-1B-1La中間合金,對比分析稀土La添加對合成反應(yīng)速率、第二相粒子的形態(tài)及物相組成的影響,并對比研究中間合金對純鋁和Al-8Si合金的細化效果。結(jié)果表明:添加稀土La元素會加速氟鹽反應(yīng)的進行,有利于Ti、B元素的吸收;稀土La可以有效地細化Al₃Ti相,并與其反應(yīng)生成細小彌散分布的Al₂₀Ti₂La相,同時減弱TiB2相聚集成團的傾向,在細化純鋁過程中表現(xiàn)出更優(yōu)異的細化長效性;在細化Al-8Si合金過程中,Al-5Ti-1B-La中間合金中所存在的大量細小彌散的第二相形核粒子可以有效地細化鋁基體,同時Al₂₀Ti₂La相熔解所釋放的稀土La原子還可以對硅相產(chǎn)生變質(zhì)細化作用,表現(xiàn)出較強的細化效果。 

【文章來源】：中國有色金屬學(xué)報. 2020,30(08)北大核心

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【部分圖文】：

不同反應(yīng)時間t1下Al-5Ti-1B和Al-5Ti-1B-1La中間合金的XRD譜

圖2所示分別給出鋁熔體與氟鹽反應(yīng)時間t1=20min的Al-5Ti-1B和Al-5Ti-1B-1La中間合金的鑄態(tài)微觀組織，表1給出上述兩種中間合金內(nèi)部第二相的EDS分析結(jié)果。結(jié)合XRD譜可知，Al-5Ti-1B中間合金基體內(nèi)尺寸較大(最大尺寸約為30～40μm)、有明顯棱角的灰色塊體為Al3Ti相，其周圍分布著細小的Ti B2相(尺寸小于1μm)，如圖2(a)所示。由于Ti B2相尺寸較小，其EDS分析中會檢測到鋁基體導(dǎo)致含量分析結(jié)果中出現(xiàn)Al(見表1)。相對地，Al-5Ti-1B-1La中間合金中除了Al3Ti相(灰色)和Ti B2相(黑色)外，還可以觀察白色塊狀的Al20Ti2La相，如圖2(b)所示。對比兩種中間合金的微觀組織，可知，兩種中間合金內(nèi)部的Ti B2相分布均勻，尺寸差異不大，基本無Ti B2相的聚集團塊，但Al-5Ti-1B-1La中間合金內(nèi)部的Al3Ti和Al20Ti2La第二相粒子的尺寸明顯小于Al-5Ti-1B合金的，如圖2所示，這表明稀土La元素添加對Al3Ti中間相起到變質(zhì)細化作用。2.3 反應(yīng)時間對細化劑的影響

選取鋁熔體與氟鹽反應(yīng)時間為t1=30 min的Al-5Ti-1B和Al-5Ti-1B-1La中間合金對工業(yè)純鋁進行細化處理。在相同條件(添加量為0.1%(質(zhì)量分數(shù))，熔體過熱處理溫度為700℃)下，控制變質(zhì)處理保溫時間t2分別為20 min、40 min、60 min、90 min、120 min，冷卻后取樣觀察其宏觀組織，如圖5所示�？芍瑥膱D5可以發(fā)現(xiàn)，原始未經(jīng)過任何細化處理的工業(yè)純鋁內(nèi)心部為粗大的等軸晶組織，其周圍被粗大的柱狀晶區(qū)所環(huán)繞。Al-5Ti-1B中間合金添加后，變質(zhì)處理20min后可以觀察到顯著的細化效果，該細化效果可以維持在120 min以內(nèi)，繼續(xù)延長變質(zhì)處理時間，晶粒開始出現(xiàn)粗化，當處理時間t2=120 min時出現(xiàn)明顯柱狀晶區(qū)，晶粒粗大，只有中心區(qū)域晶粒比較細小。相對地，經(jīng)過Al-5Ti-1B-1La中間合金變質(zhì)細化處理后獲得細小均勻的等軸晶組織，并且在t2=20～120 min的處理時間內(nèi)，晶粒度沒有明顯的變化。由此可見，Al-5Ti-1B-1La中間合金發(fā)生充分細化的作用時間比Al-5Ti-1B中間合金要長一些，表現(xiàn)出更優(yōu)異的細化長效性。圖5 Al-5Ti-1B和Al-5Ti-1B-1La中間合金細化效果對比(0.1%,700℃)

【參考文獻】：
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本文編號：3090450