原位鋁基復合材料孕育劑的制備及變質細化鋁合金的研究.pdf

1、鋁合金作為一種傳統(tǒng)的金屬材料具有密度小、導熱性好和比強度高等性能優(yōu)勢，因而廣泛應用于工業(yè)生產(chǎn)和日常生活。孕育處理作為一種高效強化手段可顯著提高鋁合金的性能，一直是國內外學者研究的熱點。本課題利用原位反應法制備了兩種不同類型的孕育劑，并對其孕育效果和機理進行了系統(tǒng)的研究。
　　通過熔體反應和快速凝固處理的方法成功制備出含有不同顆粒尺寸的CeB6/Al復合材料孕育劑，并在純鋁中驗證了細化增強效果。結果表明，可以通過控制孕育劑中CeB6

2、顆粒的尺寸來調整晶粒細化效果。添加0.4wt.％的孕育劑，純鋁的晶粒尺寸由無孕育處理的870±25μm細化到150±35μm。此外，經(jīng)過孕育處理的純鋁，其力學性能包括抗拉強度、屈服強度和顯微硬度都得到明顯的提升。良好的晶粒細化效果可以歸功于CeB6顆粒的晶體結構、尺寸效應和原位自生反應形成的良好界面結合，這些因素對鋁的凝固形核過程都至關重要。研究結果證明原位CeB6/Al復合材料孕育劑是一種高效的鋁合金孕育劑。
　　另外，基于相同

3、的方法成功制備出Al-5Ti-0.3B-0.2C-0.2Ce復合孕育劑，并在356鋁硅合金中驗證了細化效果。XRD分析表明，Al-5Ti-0.3B-0.2C-0.2Ce復合孕育劑中含有 Al3Ti、TiB2、TiC和Ti2Al20Ce四種增強相，這些顆粒尺寸細小并且在鋁合金基體中彌散分布。TiB2和TiC陶瓷相顆粒均起到細化晶粒的作用。稀土元素的添加不僅促進Ti2Al20Ce相生成，還起到了去氫除氧，凈化熔體的作用，而且可以使Al3Ti