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(xì)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(jìn)行,有利于Ti、B元素的吸收;稀土La可以有效地細(xì)化Al₃Ti相,并與其反應(yīng)生成細(xì)小彌散分布的Al₂₀Ti₂La相,同時(shí)減弱TiB2相聚集成團(tuán)的傾向,在細(xì)化純鋁過程中表現(xiàn)出更優(yōu)異的細(xì)化長效性;在細(xì)化Al-8Si合金過程中,Al-5Ti-1B-La中間合金中所存在的大量細(xì)小彌散的第二相形核粒子可以有效地細(xì)化鋁基體,同時(shí)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(xì)化作用,表現(xiàn)出較強(qiáng)的細(xì)化效果。 

【文章來源】：中國有色金屬學(xué)報(bào). 2020,30(08)北大核心

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【部分圖文】：

不同反應(yīng)時(shí)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(shí)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(xì)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(tuán)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(xì)化作用。2.3 反應(yīng)時(shí)間對細(xì)化劑的影響

選取鋁熔體與氟鹽反應(yīng)時(shí)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(jìn)行細(xì)化處理。在相同條件(添加量為0.1%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))，熔體過熱處理溫度為700℃)下，控制變質(zhì)處理保溫時(shí)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�，從圖5可以發(fā)現(xiàn)，原始未經(jīng)過任何細(xì)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(xì)化效果，該細(xì)化效果可以維持在120 min以內(nèi)，繼續(xù)延長變質(zhì)處理時(shí)間，晶粒開始出現(xiàn)粗化，當(dāng)處理時(shí)間t2=120 min時(shí)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(xì)小。相對地，經(jīng)過Al-5Ti-1B-1La中間合金變質(zhì)細(xì)化處理后獲得細(xì)小均勻的等軸晶組織，并且在t2=20～120 min的處理時(shí)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(xì)化的作用時(shí)間比Al-5Ti-1B中間合金要長一些，表現(xiàn)出更優(yōu)異的細(xì)化長效性。圖5 Al-5Ti-1B和Al-5Ti-1B-1La中間合金細(xì)化效果對比(0.1%,700℃)

【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號：3090450