原位鋁基復(fù)合材料孕育劑的制備及變質(zhì)細(xì)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(dǎo)熱性好和比強度高等性能優(yōu)勢，因而廣泛應(yīng)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(nèi)外學(xué)者研究的熱點。本課題利用原位反應(yīng)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(yīng)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(fù)合材料孕育劑，并在純鋁中驗證了細(xì)化增強效果。結(jié)果表明，可以通過控制孕育劑中CeB6

2、顆粒的尺寸來調(diào)整晶粒細(xì)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(xì)化到150±35μm。此外，經(jīng)過孕育處理的純鋁，其力學(xué)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(xì)化效果可以歸功于CeB6顆粒的晶體結(jié)構(gòu)、尺寸效應(yīng)和原位自生反應(yīng)形成的良好界面結(jié)合，這些因素對鋁的凝固形核過程都至關(guān)重要。研究結(jié)果證明原位CeB6/Al復(fù)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(fù)合孕育劑，并在356鋁硅合金中驗證了細(xì)化效果。XRD分析表明，Al-5Ti-0.3B-0.2C-0.2Ce復(fù)合孕育劑中含有 Al3Ti、TiB2、TiC和Ti2Al20Ce四種增強相，這些顆粒尺寸細(xì)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(xì)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