shs铸造法制备altic晶粒细化剂工艺研究

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1、太原理：l：大学硕士研究生学位论文SHS铸造法制备A卜Ti_c晶粒细化剂工艺研究摘要本文采用SHS铸造法，将混合均匀的钛源，碳源等原料粉末做成预制块，用钟罩将其压入高温铝液中，利用铝液的高温使混合料发生SHS反应，反应完毕将铝液浇注到铸铁型中，制备了A卜Ti—C晶粒细化剂。通过光学显微镜(OM)、JEM--2010透射电镜(TEM)、Y--2000X射线衍射分析仪(XRD)、JSU-6700F场发射扫描电镜(SEM)及其附带的Oxford型能量色散光谱仪(EDS)，系统研究了钛源种类、碳源种类、石墨表面状态、石

2、墨加入方式、预制块加入温度、少量镁粉、铝粉颗粒尺寸、C／Ti、挤压变形处理、重熔等工艺参数对SHS铸造法制各AI-Ti-C晶粒细化剂的过程及产物微观结构的影响，探讨了AI-Ti-C晶粒细化剂对工业纯铝的细化效果。为了扩大AI-Ti—C晶粒细化剂的应用范围，将其与稀土、磷盐进行了复合，制备了A11i—c—La、A卜Ti—c～P晶粒细化剂，讨论了稀土在晶粒细化剂中的作用，探讨了AI-Ti-C—P晶粒细化剂对铝硅合金的细化效果。研$'JAI—Ti—c晶粒细化剂的关键点是设法解决碳源与铝液的润湿性问题，以及在制备过程中

3、碳的吸收率过低和合金化问题。本文紧紧围绕这个关键点采取的主要措施有：对石墨的表面状态进行处理，预热石墨，提高铝液中加入石墨的温度，在钛粉和石墨粉中添加镁粉、铝粉、镧粉太原理]：大学硕士研究生学位论文等活化剂，强力搅拌等。实验结果表明：通过上述措施后，碳源和铝液的润湿性大大加强。SHS铸造法制备AI-Ti-C晶粒细化剂的过程研究表明：钛源采用纯钛粉、碳源采用石墨粉的A1-Ti-C晶粒细化剂的组织优于钛源采用K．,TiF。、碳源采用碳黑的A1-Ti-C晶粒细化剂的组织：对石墨的表面状态进行处理后石墨的吸收率大大提高

4、：随着预制块加入铝液中的温度的提高，A卜Ti书晶粒细化剂中的主要相TiAL。随温度的升高由大块状向针状，针状和块状混合的形态变化，而TiC颗粒由无到有，逐渐增多，石墨空洞由多到少：随镁含量的增加，针片状TiAL3针由细变粗，TiC颗粒的数量也有所增加：当铝粉大小为100—200目的细铝粉时，制备的A1-Ti-C晶粒细化剂由块状TiAL。、粒状TiC和Al基体组成：随着C／Ti由1：4变化成1：40，TiAL。的形貌由块状向细针状、粗大针状甚至板条状演变：经过挤压后的A卜Ti—C晶粒细化剂的相组成没有变化，但引起

5、TiAL。相在变形应力作用下断裂，减小成短棒或小块状，TiAL3相和TiC颗粒更为细小弥散分布：随着重熔温度的升高，块状TiAL。相尺寸增大，其数目减少，TiC颗粒具有明显的遗传性。本实验中最佳的A卜Ti—C晶粒细化剂的制各工艺为：钛源采用纯钛·．一■丽森磊而丽磊面匿丽莉丽面丽而丽丽孺孺———?粉，碳源采用10％的HF浸泡处理过的石墨粉，铝粉采用100一200目的细铝———下’粉，将钛粉、石墨粉、铝粉并加入少量的镁粉做成预制块(C／Ti为1：8，镁粉含量为2％)，加入到950。C的铝液中。细化效果实验表明：纯铝

6、细化后晶粒尺寸可达到100um左右，保温4个小时后才看出明显的衰退趋势，-_fIfIIJJ』—_1]，f—太原理工大学硕士研究生学位论文经过挤压的Al—Ti—c晶粒细化剂细化工业纯铝时晶粒细化效果比未经过挤压的差。镧与A卜Ti—C晶粒细化荆复合后。TiM。呈小块状分布，TiC颗粒不再里聚集成团分布，其优越的细化效果除来源予TiAl。，TiC形核相之外，还有(A1TiLa)形核相。经过A卜Ti—C—P细化后，铝硅合金中的共晶硅变为短杆状，析出的初晶硅颗粒明显细化，数量明显增多，平均晶粒尺寸有较大幅度下降。关键词：

7、SHS铸造法，晶粒细化剂，微观组织，细化效果一查星垄三查堂堡主墅壅生堂堡鲨塞一．——RESEARCHONFABRICATINGPROCESSESOFAL．．TI．．CGRAINREFINERSBASEDONSHS．MELTINGTECHNOLOGYABSTRACTm．Ti．CgrainrefmershavebeenpreparedbySHS(self-propagatinghigh-temperaturesynthesis)-meltingtechnologyfromTitaniumandcarbonpowdc

8、rs．Titaniumandcarbonpowderswereusedfortheperforms·Certainamountofpreparedperformswereaddedintomoltenaluminum·ThemeltsfinallvwereCastintosteelmouldtoproduceingots．Theeffectofsomeprocessparameters