細(xì)小的等軸晶組織能夠改善鋁合金鑄件的力學(xué)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(xì)化劑能使鋁合金鑄件由粗大的柱狀晶轉(zhuǎn)變?yōu)榧?xì)小的等軸晶,起到細(xì)化鋁合金晶粒的目的。Al-5Ti-1B中間合金被公認(rèn)為是對(duì)純鋁及鋁合金細(xì)化效果最好的Al-Ti-B細(xì)化劑,應(yīng)用最廣泛。目前制備Al-5Ti-1B中間合金主要是使用氟鹽反應(yīng)法,即將K₂Ti F₆和KBF₄添加到800℃的Al熔體中,通過(guò)兩種氟鹽與Al熔體之間的界面反應(yīng)制備Al-Ti-B中間合金。其優(yōu)點(diǎn)是原料價(jià)格低廉,制備工藝相對(duì)較簡(jiǎn)單,熔融狀態(tài)的低密度反應(yīng)副產(chǎn)物浮于熔體上,利于去除。但也存在很大的缺點(diǎn),如界面反應(yīng)速度慢,導(dǎo)致合金化反應(yīng)時(shí)間過(guò)長(zhǎng),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(guò)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(zhì),以及熔鹽對(duì)耐火材料腐蝕而產(chǎn)生的夾雜物不能完全去除干凈,導(dǎo)致最終制備的Al-Ti-B中間合金潔凈度較差等。本文針對(duì)氟鹽法制備Al-5Ti-1B晶粒細(xì)化劑存在的問(wèn)題,通過(guò)改進(jìn)氟鹽加料順序、合金化反應(yīng)溫度... 

【文章來(lái)源】：蘭州理工大學(xué)甘肅省

【文章頁(yè)數(shù)】：67 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)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(guò)冷度下形核，具有更偉[10]通過(guò)計(jì)算得出，TiAl3與 α-Al 的晶格錯(cuò)配度為 2.3925%或共格的錯(cuò)配范圍，比 TiB2與 α-Al 的錯(cuò)配度小。反應(yīng)理論存在的問(wèn)題是：晶粒細(xì)化過(guò)程中，Al-Ti-B 中間合金的wt.%~1.0wt.%之間，通過(guò)中間合金所加入的 Ti 的量遠(yuǎn)遠(yuǎn)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(nèi)留存，會(huì)在數(shù)秒鐘之內(nèi)發(fā)生熔解。因此，包晶反應(yīng)很難學(xué)者提出，工業(yè)生產(chǎn)中添加 Al-Ti-B 中間合金進(jìn)行細(xì)化的凝固般較快，很難進(jìn)行平衡凝固，只能實(shí)現(xiàn)非平衡凝固。所以平衡不能反映真實(shí)的凝固過(guò)程。在凝固過(guò)程中，熔體內(nèi)部存在著結(jié)，增大冷卻速率，結(jié)構(gòu)和能量起伏的驅(qū)動(dòng)力會(huì)增加，局部 Ti 元iAl3，使包晶反應(yīng)得以進(jìn)行[7]。圖理論

0Q = m (k 1) X 為液相線斜率； k 溶質(zhì)分配系數(shù)；0X 為合金元素含量。通過(guò)阻象開始之前可以達(dá)到深過(guò)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(duì) Q的依賴關(guān)系。晶粒周圍的溶質(zhì)擴(kuò)散場(chǎng)的形成對(duì)晶粒的抑制作用，對(duì)理解晶粒的重要意義被 Quested and Greer[19]首次提出。Du 和 Li[20]對(duì)此他們使用基于 Kampmann-Wagner 數(shù)值模型的生長(zhǎng)模型對(duì)固溶體行了研究。結(jié)果表明，在等溫熔融過(guò)程中，溶解度在抑制成核的(如上文所述，關(guān)鍵因素是再輝)，但這種效應(yīng)在定向凝固過(guò)這個(gè)模型仍然假設(shè)顆粒為球形，而在凝固過(guò)程中，可能會(huì)生長(zhǎng)，球形生長(zhǎng)近似是可以接受的，至少對(duì)于具有較高孕育水平的受的。Du 和 Li 的模型不僅被擴(kuò)展到凝固的初始階段，而且還整個(gè)階段。在 Qi 等人[21]的分析模型中，將熱和溶質(zhì)對(duì)成核的抑起，從而可以在等溫和定向凝固中預(yù)測(cè)晶粒直徑。這一模型表素的情況下，粒徑應(yīng)該與1/2Q 成比例（如圖 1.5）。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
[1]超聲制備Al-5Ti-1B中間合金及α-Al/異質(zhì)核心界面研究[D]. 韓延峰.上海交通大學(xué) 2007

碩士論文
[1]高品質(zhì)Al-5Ti-1B合金線材的制備及其細(xì)化性能的研究[D]. 孫小平.東北大學(xué) 2011
[2]Al-Ti-B、Al-Ti-C中間合金細(xì)化鋁及鋁合金機(jī)制研究[D]. 孫雪迎.清華大學(xué) 2011



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