杆状AlTiB中间合金的组织形貌及晶粒细化行为的研究

杆状ＡｌＴｉＢ中间合金是铝及其合金连铸过程中最常用的晶粒细化剂。本文采用Ｘ射线衍射和晶粒细化对比试验对国内外杆状ＡｌＴｉＢ中间合金进行了全面分析，发现它们的组成相均为α－Ａｌ＋ＴｉＡｌ３＋ＴｉＢ２。但国内产品的钛含量及ＴｉＢ２、ＴｉＡｌ３相含量偏低，晶粒细化效果很差。自行研制的ＡｌＴｉＢ中间合金的钛含量和ＴｉＢ２、ＴｉＡｌ３相含量与国外产品相当，晶粒细化效果也可与之媲美。探讨了ＡｌＴｉＢ中间合金在铝及铝合金中的形核机理。     

Al—12%Si合金α—Al晶粒细化剂的研究

研究了Ａｌ－５Ｔｉ－１Ｂ和Ａｌ－３Ｂ中间合金对铸造铝合金Ａｌ－１２％Ｓｉ的α－Ａｌ晶粒的细化效果。结果表明，Ａｌ－３Ｂ中间合金的细化能力和抗延时衰减性能皆优于Ａｌ－５Ｔｉ－１Ｂ中间合金。分析认为，ＡｌＢ２和ＴｉＢ２相质点均为铸造Ａｌ－Ｓｉ合金中α－Ａｌ潜在的结晶核心，而Ａｌ３Ｔｉ相易被Ｓｉ原子毒化，失去作为结晶核心的作用。     

硼对亚共晶Al—Si合金的细化作用

利用ＤＳＣ,ＳＥＭ 和Ｘ 射线衍射等手段, 分析了硼对纯铝及亚共晶ＡｌＳｉ 合金的细化作用。发现在纯铝中, ＡｌＢ２ 分布在铝的晶界上, 无细化作用; 而在ＡｌＳｉ 合金中, ＡｌＢ２ 具有细化α（Ａｌ） 晶粒的性能。分析认为, 在ＡｌＳｉ 加硼的熔体中, ＡｌＢ２ 虽不能作α（Ａｌ） 的核心, 但它为Ｓｉ 的析出提供形核衬底,随温度的下降, α（Ａｌ） 在Ｓｉ 相上形核, 达到细化的目的。     

国产Al－Ti－B细化剂的冶金质量

为了使Ａｌ－Ｔｉ－Ｂ细化剂获得理想的细化效果，细化剂自身的冶金质量应满足细化和净化两方面要求。细化是指起形核作用的ＴｉＡｌ３和ＴｉＢ２相颗粒细小，净化则是指形核相分布均匀和夹杂含量少。研究表明。国产Ａｌ－Ｔｉ－Ｂ细化剂，与国外同类产品相比、形核相的大小，二者相差较小，细化剂的净化程度则是我国产品的主要差距。因此．提高净化程度应是我国Ａｌ－Ｔｉ－Ｂ细化剂生产厂家的主要任务。     

Al—Ti—C中间合金晶粒细化剂的合成及其细化晶粒作用

根据液体蒸气压与温度遵从克劳修斯克莱贝龙方程的原理，找到了制备ＡｌＴｉＣ中间合金的一种新工艺。合成的ＡｌＴｉＣ中间合金含有大量细小的ＴｉＣ相及少量粗大的条状Ａｌ３Ｔｉ相，它具有优异的细化αＡｌ晶粒的性能。ＴｉＣ相质点团是αＡｌ有效的异质结晶核心，这归因于质点团凹陷处的物理化学作用     

Al—Ti—C—B中间合金细化剂的研究

研究了新近开发的Ａｌ－Ｔｉ－Ｃ－Ｂ中间合金细化剂，检查了其显微组织及细化工业纯铝及含Ｚｒ铝合金的性能，并与Ａｌ－Ｔｉ－Ｂ中间合金细化剂进行了对比。结果表明，Ａｌ－Ｔｉ－Ｃ－Ｂ中间合金细化剂含有Ａｌ３Ｔｉ、ＴｉＢ２和ＴｉＣ三种第二相，经小弥散分布的多相粒子团，其细化工业纯铝晶粒的能力明显优于Ａｌ－Ｔｉ－Ｂ中间合金细化剂，并克服了Ａｌ－Ｔｉ－Ｂ中间合金细化易被Ｚｒ原子毒化的弱点，分析认为Ａｌ－Ｔｉ－Ｂ     

新一代铝合金晶粒细化剂Al-Ti-C

综述了新一代铝合金晶粒细化剂Ａｌ－Ｔｉ－Ｃ的理论研究情况。Ａｌ－Ｔｉ－Ｃ晶粒细化剂克服了Ａｌ－Ｔｉ－Ｂ的缺陷，其异质形核核心ＴｉＣ比ＴｉＢ２的聚集倾向更小，并对Ｚｒ、Ｃｒ、Ｖ、Ｍｎ等元素“中毒”免疫。在相同添加量时，Ａｌ－Ｔｉ－Ｃ细化效果优于Ａｌ－Ｔｉ－Ｂ，已成为取代Ａｌ－Ｔｉ－Ｂ的新一代晶粒细化剂。     

TiAl—Cr合金中的β2相

在Ｔｉ（４４～４８）Ａｌ（３～６）Ｃｒ（摩尔分数,％）的三元合金中,存在Ｂ２结构的体心立方有序β２相,其形成与含Ｃｒ量有关。β２相铸态成分可表示为：Ｔｉ５５Ａｌ３３Ｃｒ１２。β２相是该合金中显微硬度最高的相,其硬度值随合金中Ｃｒ含量增加而提高。β２相常分布于γ晶界,起阻碍晶粒长大作用。     

亚共晶Al-Si合金的细化处理

比较了Ａｌ－３％Ｔｉ－３％Ｂ,Ａｌ－５％Ｔｉ－１％Ｂ中间合金对亚共晶Ａｌ－Ｓｉ合金的晶粒细化效果。结果表明,Ａｌ－３％Ｔｉ－３％Ｂ中间合金的细化作用明显优于Ａｌ－５％Ｔｉ－１％Ｂ。主要是Ａｌ－５％Ｔｉ－１％Ｂ中间合金加入熔体中,过量的Ｔｉ在ＴｉＢ２／熔体界面形成三元铝化物,通过包晶反应成为α－Ａｌ的异质晶核,但包晶反应温度的急剧下降是导致晶粒细化能力下降的直接原因;而Ａｌ－３％Ｔｉ－３％Ｂ中间合金加入熔体中,过量的Ｂ在ＴｉＢ２／熔体界面形成富Ｂ层,在冷却过程中,将发生共晶反应,生成大量的α－Ａｌ晶核,达到细化目的。     

微量Sc和Zr对Al—Mg合金铸态组织的晶粒细化作用

制备了Ａｌ５Ｍｇ、Ａｌ５Ｍｇ０．２Ｓｃ、Ａｌ５Ｍｇ０．１Ｚｒ和Ａｌ５Ｍｇ０．２Ｓｃ０．１Ｚｒ四种铸态合金，采用金相显微镜和扫描电镜观察分析了微量Ｓｃ和Ｚｒ对ＡｌＭｇ合金铸态组织的晶粒细化作用及其机理。结果发现，０２％的Ｓｃ并未使ＡｌＭｇ合金产生晶粒细化作用，而０２％的Ｓｃ与０１％的Ｚｒ复合添加则使ＡｌＭｇ合金产生了极其强烈的晶粒细化作用。这一作用的产生，是由于Ｓｃ、Ｚｒ与Ａｌ在合金熔体中生成了Ａｌ３Ｓｃ和Ａｌ３Ｚｒ复合粒子，这种粒子在合金凝固过程中，起到了非均质晶核细化晶粒的作用     

变形处理对Al-Ti-C中间合金的影响

研究了变形处理对Al-Ti-C中间合金细化效果的影响。研究表明，采用不同的变形手段对Al-Ti-C中间合金变形以后，其细化效果明显下降，而且随变形量的增加，细化效果下降愈严重。作者分析了变形后Al-Ti-C中间合金的微观组织，发现变形后TiAl3相呈断裂状态，而且在TiAl3相内部分布的TiC颗粒与其分离开来。作者认为这是造成Al-Ti-C中间合金细化效果下降的主要原因。     

Effects of solid deformation and melt vibration on structure and refining performance of Al5Ti1B master alloy

1　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＧｒａｉｎｒｅｆｉｎｅｍｅｎｔｏｆｆｅｒｓｓｕｂｓｔａｎｔｉａｌｂｅｎｅｆｉｔｓｉｎｂｏｔｈｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｃａｓｔｉｎｇｂｙｄｉｒｅｃｔｃｈｉｌｌ (ＤＣ)ａｎｄｉｎｃａｓｔ ｔｏ ｓｈａｐｅｐｒｏｄｕｃｔｓ[1].Ａｌ 5%Ｔｉ 1 %Ｂｍａｓｔｅｒａｌ ｌｏｙ ,ｗｈｉｃｈｍａｉｎｌｙｃｏｎｔａｉｎｓＴｉＡｌ3ａｎｄＴｉＢ2 ｐａｒｔｉｃｌｅｓｉｎＡｌｍａｔｒｉｘ[2 ,3]ｈａｓｂｅｅｎｐｒｏｖｅｎｔｏｇｉｖｅｔｈｅｂｅｓｔｇｒａｉｎｒｅｆｉｎｅｍｅｎｔ[4 ,5 ].Ａｄｄｉｔｉｏｎｏｆ 0 …     

Structural heredity between Al5Ti1B and AlTi, AlB master alloys

1INTRODUCTIONAl5TilBmasteralloyiswidelyusedinalu-minumindustryasahighlyeffectivegrainrefin-.,[1~4],itusuallycontainsTiAl3andTiB2parti-clesinanAl..t.i.[5'6J,amongothersTiB2particlesactasnucleantsofa(Al),whileTiAl3particlesaredissolvedinAlmeltandpromotetheformationofTiB2...l...t,L7,8].SOmetimes,Al5Ti1BmasteralloycontainscertainAlB2parti-cleswhenitisproducedbyfirstaddingKBF4a11dthenK,TiF,['],thiswillinfluenceitsgrainrefiningefficency.ThepreparingmethodsofAl5Ti1Bmasteralloymainlyi…     

Al—Ti—B合金的组织分析

用SEM,TEM和XRD等分析设备系统分析了Al-Ti-B合金的显微组织,结果表明,在Al-5Ti-1B合金组织中有TiAl3和TiB2颗粒团,而Al-3Ti-3B合金组织中仅有（Al,Ti)B2颗粒团,并认为（Al,Ti)B2应是TiB2和AlB2的混合体。     

Effect of Al5Ti1B master alloy on microstructures and properties of AZ61 alloys

AZ61 alloys with different levels of Al5Ti1B master alloy additions were prepared by conventional casting method.The effects of Al5Ti1B contents and holding time on microstructures and microhardness of AZ61 alloys were studied by XRD,OM and microhardness testing techniques.The results show that when the addition level of Al5Ti1B master alloy is less than 0.5%(mass fraction),the average grain size of the alloys decreases with the increase of Al5Ti1B content at the same holding time.But the grain size increases somewhat with further addition of Al5Ti1B.The average grain size of the alloys decreases with the increase of the holding time as it is less than 30 min at the same addition level of Al5Ti1B.It is considered that TiB2 particles can serve as the heterogeneous nucleation sites ofα-Mg during solidification,and heterogeneous nucleation is the main reason for the grain refinement of AZ61 alloys.The microhardness of the refined AZ61 alloys with 1.0%Al5Ti1B addition is increased by about 8%.     

铸造Al-Si合金熔体处理——晶粒细化

对亚共晶Ａｌ－Ｓｉ铸造合金进行细化处理已成为一种基本操作。中间合金（Ａｌ－Ｔｉ,Ａｌ－Ｔｉ－Ｂ和Ａｌ－Ｂ合金）在亚共晶Ａｌ－Ｓｉ铸造合金中与在工业纯铝和变形铝合金中的晶粒细化行为存在较大的差异。Ａｌ－３Ｔｉ－３Ｂ,Ａｌ－３Ｂ中间合金在Ａｌ－Ｓｉ铸造合金中表现出优异的晶粒细化效应,Ｓｉ与晶粒细化剂的交互作用在其中扮演着重要的角色。通过炉前对熔体进行快速热分析可以对晶粒细化效果和变质程度进行评价和预测,继而控制熔体处理的质量。对于亚共晶Ａｌ－Ｓｉ铸造合金,归纳起来有四种晶粒细化机理：包晶反应理论、共晶反应理论、硼化物颗粒理论和超形核理论。仅对Ａｌ－Ｓｉ铸造合金细化处理的最新进展、Ｓｉ与晶粒细化剂的交互作用和晶粒细化机理进行综合评述     

Crystallography and refining mechanism of (Ti, B)-contained salts in pure aluminum

It is shown from experiment that the pure B contained salt exhibits little refining effect, while the pure Ti contained salt, especially the salt containing 5Ti/1B, shows obvious refining effect on the pure aluminum. Crystallographic study indicates that Al3Ti particle is a more suitable nucleation site for the aluminum matrix than (Ti, Al)B2 type particles (TiB2, AlB2 and (Ti,Al)B2), because there exist more coherent planes with aluminum matrix in the former. Thermodynamics estimation, X-ray diffraction (XRD) and SEM detection show that the refining mechanism of (Ti, B)-contained refiners is mainly contributed to the heterogeneous nuclei of fine Al3Ti particles dispersed in the melting, which comes from the reaction between the Ti and aluminum. (Al, Ti)B2 type particle shows little or no direct refining effect, but it will reduce the size of Al3Ti since the Al3Ti nucleates and grows along the (Al, Ti)B2 type particle interface.     

XD合成Al_2O_3,TiB_2/Al复合材料的热力学分析

从热力学的角度讨论了原位反应生成Al2 O3 和TiB2 陶瓷粒子增强铝基复合材料的合成机理。结果表明 ,在Al TiO2 B体系中 ,以一定的加热速率加热至 10 73K左右时 ,Al与TiO2 之间首先发生铝热反应 ,反应产生出活性钛原子并形成Al Ti B反应系 ;AlB2 和Al3 Ti均系反应中间产物 ,AlB2 在 12 0 0K左右时分解为Al和B ,Al3 Ti被B还原 ,当B的加入量 (摩尔 )是TiO2 的两倍左右时 ,Al3 Ti基本消失 ,最终生成Al2 O3 和TiB2 陶瓷颗粒增强的铝基复合材料。     

稀土铝钛硼中间合金的细化能力与长效性

采用铝热反应法制备Al5Ti1B和Al5Ti4RE1B中间合金,并对其进行物相、微观组织和细化效果分析;对比中间合金中第二相的晶体结构以及形核能力,并从第二相分解和沉淀的角度分析Al5Ti1B1RE的细化长效性。结果表明：Al5Ti4RE1B比Al5Ti1B具有更强的细化能力和细化长效性;XRD和EDS分析显示,RE和TiAl3结合生成Ti2Al20RE相,该相为面心立方结构,晶格常数为1.469 nm;相比TiAl3而言,Ti2Al20RE具有更多的晶面和Al晶体匹配,使得Al5Ti4RE1B比Al5Ti1B具有更强的细化能力;Ti2Al20RE比TiAl3的溶解温度高,溶解过程中稀土对铝液粘度的影响是造成Al5Ti4RE1B细化长效性好的主要原因。     

XD合成Al2O3,TiB2／Al复合材料的热力学分析

从热力学的角度讨论了原位反应生成Al2O3和TiB2陶瓷粒子增强铝基复合材料的合成机理。结果表明,在Al-TiO2-B体系中,以一定的加热速率加热至1073K左右时,Al与TiO2之间首先发生铝热反应,反应产生出活性钛原子并形成Al-Ti-B反应;AlB2和Al3Ti均系反应中间产物,Alb2在1200K左右时分解为Al和B2Al3Ti被B还原,当B的加入量（摩尔）是TiO2的两部左右时,Al3Ti基本消失,最终生成Al2O3和TiB2陶瓷颗粒增强的铝基复合材料。