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《铝热反应制备Al-Ti-C中间合金的研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、铝热反应制备A-lT-iC中间合金的研究组织与性能余贵春,张柏清,马洪涛,李建国,方鸿生,杨文言,马晓华(清华大学材料科学与工程系,北京100084)摘要:铝热反应是工业生产实践中制备A-lTi及A-lTi系中间合金的重要理论基础。本文利用X射线衍射相分析、扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)分析以及化学分析等方法对铝热反应法制备A-lT-iC中间合金的过程进行了研究,结果表明反应初期非常剧烈,后期达到平衡。铝热反应由3个具体的反应构成。反应初期,生成了TiAl3,并出现了TiC以及亚稳态的TiAl9相;反应后期TiAl9相消失,出现了少量Al4C3与TiAl3和TiC同时存在。本文的研究结果对
2、于进一步改进A-lT-iC中间合金的生产工艺具有重要的指导意义。关键词:A-lT-iC中间合金;铝热反应;反应机理;K2TiF6中图分类号:TG166文献标识码:A文章编号:0254-6051(2000)05-0001-03StudyonAluminothermalReactiontoPrepareA-lT-iCMasterAlloyYUGu-ichun,ZHANGBa-iqing,MAHong-tao,LIJian-guo,FANGHong-sheng,YANFWen-yan,MAXiao-hua(Dep.ofMaterialsScienceandEngineering,TsinghuaUn
3、iversity,Beijing100084,China)Abstract:AluminothermalreactionisveryimportanttoproduceA-lTiandA-lTibasedmasteralloys.AninvestigationwascarriedoutofthereactionamongK2TiF6,graphitepowderandaluminiummelt.Itwasfoundthatthereactionwasveryvigorousattheverybegin-ningoftheprocessandthengettoadynamicequilibriu
4、m.Therewere3concretereactionsduringthealuminothermalreactionprocess.Atthebeginningstageofthereaction,thereemergedthephasesofTiCandonetypeofmetastableintermetallicphaseTiAl9aswellasTiAl3inaluminiummelt.Atthelaterstageofthereaction,themetastablephaseTiAl9resolvedandemergedanotherphaseAl4C3.Keywords:A-
5、lT-iCmasteralloy;aluminothermalreaction;reactionmechanism;K2TiF61前言D/MAX/RD-12KW-Cu靶X射线衍射仪对渣样和合金样作相[1]分析,用普通化学分析法分析试样成分,用CSM-950型扫描从1958年美国专利提出用铝热还原反应法制备A-lTi电镜(SEM)观察试样显微组织并用其附件X射线能谱仪中间合金以来,用氟钛酸盐(如K2TiF6)与铝熔体反应制备(EDS)分析试样中第二相成分。A-lTi合金的方法获得了广泛的应用,后来进一步成功地应用[2~7]3试验结果到A-lT-iB中间合金的生产上,然而在A-lT-iC中间合金[
6、8,9]的制备中一直没有得到足够的重视和成功的应用。在铝K2TiF6和石墨粉加入铝液中立即发生剧烈反应并迅速热反应生产实践中发现铝与氟钛酸盐反应生成的第二相粒子成为熔剂状(以下称为渣),石墨粉被分散分布在渣中,使得反(如TiAl3)对中间合金的细化晶粒性能具有非常重要的影应初期渣呈黑色,而后逐渐转化为白色。反应放热使合金熔[3~7,10,11]响,反应温度和时间直接影响中间合金的组织尤其体温度升高约20e。文献[13]中也报导过类似的现象。[4,6,11]X射线衍射相分析结果(图1)表明,反应初期(1min)渣是TiAl3颗粒的形貌。然而极少有文献提及铝与氟钛酸盐的具体反应机制,通过铝热反应制
7、备中间合金的具体过样中相组成迅速发生了变化,主要表现为:[12~15][16](1)出现了很强的KAlF程也只有在专利文献中才能找到。最近,Prasad等4和K3AlF6的特征峰线以及KF研究了氟钛酸盐与铝的反应,指出K2TiF6与铝在铝熔点以上和AlF3的特征峰线,而K2TiF6的峰线则相对很弱;才能发生反应,然而没有对反应的具体过程作进一步的研究。(2)出现了KTiO2F和K2O等氧化物的峰线
