細小的等軸晶組織能夠改善鋁合金鑄件的力學性能,降低熱裂紋,消除縮孔縮松等,提高鋁合金的性能。添加Al-Ti-B晶粒細化劑能使鋁合金鑄件由粗大的柱狀晶轉變?yōu)榧毿〉牡容S晶,起到細化鋁合金晶粒的目的。Al-5Ti-1B中間合金被公認為是對純鋁及鋁合金細化效果最好的Al-Ti-B細化劑,應用最廣泛。目前制備Al-5Ti-1B中間合金主要是使用氟鹽反應法,即將K₂Ti F₆和KBF₄添加到800℃的Al熔體中,通過兩種氟鹽與Al熔體之間的界面反應制備Al-Ti-B中間合金。其優(yōu)點是原料價格低廉,制備工藝相對較簡單,熔融狀態(tài)的低密度反應副產(chǎn)物浮于熔體上,利于去除。但也存在很大的缺點,如界面反應速度慢,導致合金化反應時間過長,生產(chǎn)效率低;浮于熔體之上的熔融態(tài)氟鹽易揮發(fā),造成環(huán)境污染;合金化過程中產(chǎn)生的氟鋁酸鉀鹽副產(chǎn)物和帶入的金屬化合物雜質,以及熔鹽對耐火材料腐蝕而產(chǎn)生的夾雜物不能完全去除干凈,導致最終制備的Al-Ti-B中間合金潔凈度較差等。本文針對氟鹽法制備Al-5Ti-1B晶粒細化劑存在的問題,通過改進氟鹽加料順序、合金化反應溫度... 

【文章來源】：蘭州理工大學甘肅省

【文章頁數(shù)】：67 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

添加TiB2后純鋁凝固組織中TiB2粒子分布

圖 1.3 Al-Ti 平衡相圖富 Al 端示意圖研究表明，與 TiB2相比，TiAl3可在更小過冷度下形核，具有更偉[10]通過計算得出，TiAl3與 α-Al 的晶格錯配度為 2.3925%或共格的錯配范圍，比 TiB2與 α-Al 的錯配度小。反應理論存在的問題是：晶粒細化過程中，Al-Ti-B 中間合金的wt.%~1.0wt.%之間，通過中間合金所加入的 Ti 的量遠遠低于包i 量。其次，Al-Ti-B 中間合金加入到 Al 熔體中后，中間合金熔體內留存，會在數(shù)秒鐘之內發(fā)生熔解。因此，包晶反應很難學者提出，工業(yè)生產(chǎn)中添加 Al-Ti-B 中間合金進行細化的凝固般較快，很難進行平衡凝固，只能實現(xiàn)非平衡凝固。所以平衡不能反映真實的凝固過程。在凝固過程中，熔體內部存在著結，增大冷卻速率，結構和能量起伏的驅動力會增加，局部 Ti 元iAl3，使包晶反應得以進行[7]。圖理論

0Q = m (k 1) X 為液相線斜率； k 溶質分配系數(shù)；0X 為合金元素含量。通過阻象開始之前可以達到深過冷狀態(tài)，更多的形核粒子（尺寸小于子）被激活。提出了多種形式的晶粒直徑對 Q的依賴關系。晶粒周圍的溶質擴散場的形成對晶粒的抑制作用，對理解晶粒的重要意義被 Quested and Greer[19]首次提出。Du 和 Li[20]對此他們使用基于 Kampmann-Wagner 數(shù)值模型的生長模型對固溶體行了研究。結果表明，在等溫熔融過程中，溶解度在抑制成核的(如上文所述，關鍵因素是再輝)，但這種效應在定向凝固過這個模型仍然假設顆粒為球形，而在凝固過程中，可能會生長，球形生長近似是可以接受的，至少對于具有較高孕育水平的受的。Du 和 Li 的模型不僅被擴展到凝固的初始階段，而且還整個階段。在 Qi 等人[21]的分析模型中，將熱和溶質對成核的抑起，從而可以在等溫和定向凝固中預測晶粒直徑。這一模型表素的情況下，粒徑應該與1/2Q 成比例（如圖 1.5）。

【參考文獻】：
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博士論文
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碩士論文
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本文編號：3588447