基于shs技术制备altic晶粒细化剂的研究

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1、华中科技大学硕士学位论文基于SHS技术制备Al-Ti-C晶粒细化剂的研究姓名：傅爱琼申请学位级别：硕士专业：材料加工工程指导教师：严有为20050401华中科技大学硕士学位论文摘要与传统的Al-Ti-B中间合金相比Al-Ti-C中间合金细化剂较少存在诸如TiB2粒子尺寸较大且易被铝液中微量的ZrCrMn等元素毒化而导致晶粒细化效果衰退等问题因此Al-Ti-C中间合金被认为是最有发展前途的铝及铝合金的晶粒细化剂但是由于C与液态Al不润湿等原因采用传统的熔炼方法一般难以稳定制备这种细化剂因此研究开发该细化剂的制备新技术一直是人们追求的目标在此基础上本文提出了一种制备该细化剂的新方法自蔓延高温合成S

2、HS技术基于溶液热力学理论本文首先对Al-Ti-C三元体系的反应热力学进行了理论分析和计算结果表明在Al液的高温作用下浸入其中的Al-Ti-C预制块可以发生SHS反应合成晶粒细化剂中所需的Al3Ti和TiC相从而可望开发制备Al-Ti-C晶粒细化剂的铝液中的SHS工艺采用直接SHS工艺和在高温铝液中的SHS工艺分别制备出了Al-Ti-C中间合金细化剂系统研究了预制块中Al粉含量C/Ti比Al液温度等工艺参数对所制备的晶粒细化剂组织的影响研究结果表明直接SHS工艺合成的细化剂由Al和亚微米TiC粒子组成而铝液中的SHS工艺制备的细化剂则由Al块状Al3Ti和粒状TiC组成比较分析了上述两种工艺制

3、备的晶粒细化剂分别对工业纯Al的晶粒细化效果和抗晶粒细化衰退能力细化实验表明上述两种工艺制备的细化剂对工业纯铝均有良好的晶粒细化效果和较高的抗晶粒细化衰退能力但从工艺和经济的角度来看铝液中的SHS工艺更适合Al-Ti-C晶粒细化剂的工业生产关键词自蔓延高温合成SHSAl-Ti-C中间合金组织结构晶粒细化I华中科技大学硕士学位论文AbstractComparedwithconventionalAl-Ti-Bmasteralloy,Al-Ti-CgrainrefinerhaslittlelimitationsexistedinAl-Ti-Bmasteralloy.Forexample,Al-Ti-

4、BgrainrefinerhasthelargerTiB2particles.Inaddition,TiB2particlesalsotendtobepoisonedbyelementsZr,CrorMninaluminummeltandtolosetheirrefiningeffectiveness.Therefore,ithasbeengenerallyacceptedthatAl-Ti-CmasteralloyswithTiCparticlesareconsideredtobethemostpromisinggrainrefinerforaluminumanditsalloys,Butb

5、ecauseofpoorwettabilityofcarbonwithmoltenaluminum,thegrainrefinercannotbeenfabricatedsteadilybythewayofecumenicalmelting.Studyingnewpreparationtechnologyofthegrainrefinerisalwaystheseekingtargetbypeople.Inordertoreachthetarget,thepaperputsforwardanewtechnicsoffabricatingthegrainrefiner-Self-propagat

6、inghigh-temperaturesynthesis(SHS)technology.ThereactionenergeticsofAl-Ti-Csystemhavebeentheoreticallyanalyzedandcalculatedbasedonsolutionthermodynamictheoryatfirst.Theresultsindicate:Al-Ti-CperformdippedintothemeltcanbeignitedthecombustionsynthesisreactionbytheinherentheatofanelevatedtemperatureAl-m

7、elt.AndcangainneededAl3TiandTiCofgrainrefiner.FabricatingAl-Ti-Cmasteralloysgrainrefinersbasedonself-propagatinghigh-temperatuersynthesis(SHS)technologyinmoltenAlispromising.Al-Ti-Cgrainrefinershavebe