晶粒細(xì)化劑應(yīng)用及其Zr“中毒”機(jī)理研究.pdf

1、在鋁合金熔鑄過程中添加Al-Ti-B/C晶粒細(xì)化劑是使合金得到均勻細(xì)小等軸晶粒的重要方法之一。晶粒細(xì)化能很好的改善鋁合金的綜合性能，得到多種所需材料特性。然7050鋁合金中所含具有降低合金淬透性、淬火敏感性的Zr元素的存在卻嚴(yán)重影響晶粒細(xì)化劑細(xì)化性能的發(fā)揮。本文采用配帶能譜儀(EDS)的掃描電鏡(SEM)、透射電鏡(TEM)、X射線衍射儀(XRD)以及金相顯微鏡(OM)等工具分別研究了Al-5Ti-1B與Al-5Ti-0.2C晶粒細(xì)化劑

2、對基于1050鋁合金PS版各種性能的影響，以及晶粒細(xì)化劑Zr中毒的機(jī)理與晶粒細(xì)化劑的添加所對7050鋁合金微觀組織結(jié)構(gòu)、性能的影響規(guī)律，得到以下結(jié)論：
　　 ⑴探明了兩種不同晶粒細(xì)化劑對1050鋁合金PS版各種性能的影響。添加Al-5Ti-1B晶粒細(xì)化劑的合金能夠得到晶粒尺寸相對細(xì)小的合金，然添加晶粒細(xì)化劑種類的不同造成其合金中第二相（富鐵、硅相）的分布也有差別，在添加Al-5Ti-1B晶粒細(xì)化劑的合金中，第二相主要集中在晶界，

3、而在添加有Al-5Ti-0.2C晶粒細(xì)化劑的合金其第二相都出現(xiàn)在晶粒內(nèi)部。第二相分布的差異導(dǎo)致了兩種合金對腐蝕反應(yīng)的嚴(yán)重差異:添加有Al-5Ti-0.2C晶粒細(xì)化劑的軋制1050鋁基PS版較添加有Al-5Ti-1B晶粒細(xì)化劑的合金經(jīng)腐蝕所得到的砂目更加均勻、細(xì)密。
　　 ⑵揭示了Al-Ti-B與Al-Ti-C晶粒細(xì)化劑的Zr“中毒”機(jī)理。兩種晶粒細(xì)化的Zr中毒，均因晶粒細(xì)化劑中起到重要作用的Ti元素以及Al3Ti與Al3Zr容易

4、團(tuán)聚成塊，影響了Al3Ti/Ti的分散與分解，使得TiB2/TiC粒子依靠余量Ti元素或是Al3Ti發(fā)揮重要細(xì)化作用的晶粒細(xì)化機(jī)制被打破，從而影響了晶粒細(xì)化劑細(xì)化作用的發(fā)揮，最終出現(xiàn)Zr“中毒”。
　　 ⑶闡明了Al3Zr與Al3Ti以及Ti元素容易團(tuán)聚成塊的原因。邊-邊匹配理論(E2EM)計(jì)算結(jié)果顯示Al3Zr與Al3Ti以及Ti之間具有多組可能的位向關(guān)系，而兩個相之間位向關(guān)系多意味著在合金熔體當(dāng)中二者容易因其結(jié)合能小而團(tuán)聚。