用于铝合金晶粒细化的中间合金研究现状与分析
浅议铝合金晶粒细化剂的研究及发展趋势
浅议铝合金晶粒细化剂的研究及发展趋势作者：徐晓光来源：《科学与信息化》2018年第14期摘要本文分析了铝合金晶粒细化剂的研究及发展趋势，为铝合金晶粒细化剂的研究走持续、稳定及健康的发展道路提供了一定的见解。
关键词铝合金；晶粒细化剂；研究；发展趋势引言如何有效地利用资源、减少污染、提高铝合金材料加工的技术水平是材料行业面临的重要课题。
高品质铝钛硼细化剂、A1-Ti-C-Re、Al-Ti-B-Re能够满足国内铝加工行业对细化效果与质量越来越高的要求。
但高品质铝钛硼细化剂对原料纯净度及生产过程控制提出更高的要求。
多元相A1-Ti-C-Re、Al-Ti-B-Re还未得到应用。
其需要相关人员在物理本质和基本规律上做深入研究，以突破制备及应用的关键技术。
1 对铝合金晶粒细化剂研究现状的分析与认识目前，铝合金品粒细化有凝固细晶和变质细晶两个方向。
1.1 铝合金晶粒细化应用现状（1）凝固细晶：主要有快速凝固细晶、机械场凝固细晶、磁场凝固细晶、电场凝固细晶、超声凝固细晶等五种。
（2）变质细化：变质细化包括磷及磷化物变质细化、钠盐变质细化、铝锶中间合金细化、铝锑中间合金细化、A1-Ti-B细化、A1-Ti-C细化等（3）细化剂的制备：包括Al-Ti-B的制备和A1-Ti-C的制备，其中A1-Ti-C的制备有熔铸-原位反应法、液态搅拌法、半固态复合铸造法、自蔓延复合技术、XD法、喷射共沉积法、粉末冶金法等。
2 依靠技术进步，以促进铝合金晶粒细化剂研究的可持续发展2.1 铝合金晶粒细化的发展趋势变质细化中的磷或磷化物、钠盐、铝锑中间合金、铝锶中间合金等的变质细化对细化温度及加入方式要求严格。
其加入后容易产生大量气体，污染环境，使铝液吸气严重。
同时其容易在铸件中形成针孔等缺陷，细化工艺过程复杂，且劳动强度大。
随着人们对包括了铝及铝合金板、带、箔、管、棒、型材及铸件生产过程认识的深化，明确了在铝熔体中添加晶粒细化剂进行细化是目前铝加工行业中最实用最有效的晶粒细化方法。
关于6061铝合金圆铸棒晶粒细化问题探讨
关于 6061铝合金圆铸棒晶粒细化问题探讨摘要:本文分别从6061铝合金铸棒的化学成分份，炉料组成，熔炼过程的温度控制，熔体在炉内的保温时间，人工播晶种，以及铸造过程工艺参数等方面阐述了对铸棒晶粒的影响，提出了晶粒细化的一些方法。
关键词：6061铝合金铝棒晶粒细化晶粒度在铝合金熔铸生产中，晶粒度一直是大家关注的热门话题。
尤其是变形铝合金中的圆铸棒晶粒度，它不仅关系到铸棒在铸造环节能否顺利进行，更关系到后续进一步压力加工，以及最终产品的力学性能，以至于使用性能。
影响6061铝合金圆铸棒晶粒有多方面因素，主要有1.化学成分因素合金元素对铝合金基体金属纯铝来说是外来质点。
他们的熔点、金晶结构与纯铝有一定差别，特别是形成金属化合物以后，对合金结晶有一定影响。
6061铝合金主要合金元素有Si、Mg、Cu，还有对合金工艺性能有一定影响的Fe、Mn、Cr、Ti等元素。
这些元素约占合金含量的2.5%（Wt）左右。
其形成的金属化合物有的熔点与基体金属有差别，有的结晶结构与基体金属有一定的相似性。
在合金结晶时，会产生先后期结晶，先期结晶对后序结晶形核有产生促进作用。
另外占合金总量的2.5%（Wt）的合金元素在合金铸造时，会产生成分过冷，对细化合金组织也有一定促进作用。
2.炉料组成因素铝合金铸棒生产企业，根据原料，特别是基体金属纯铝来源，以及废旧金属形状，多少都有各自的配料方案。
本文研究的配料方案是重熔原铝锭，以及本企业加工生产的厚度≥15mm边角废料和铸造后切除棒头、棒尾的工艺废料，作为回炉料配入炉料中。
在6061合金中炉料中还要加入相应合金元素的中间合金如Al-Fe、Al-Cu、Al-Cr等。
在炉料中，加或不加回炉料对合金晶粒度有一定影响。
产生上述晶粒度差异原因，据分析：相同重量的回炉料与相同重量的原铝锭比较，其表面积相差悬殊，前者是后者的数倍，甚至上百倍，也就是说前者的氧化物数量比后者大很多。
铝的氧化物在结晶体结构上与原铝相似，而其熔点近2050℃，这种高熔点质点能起到异质晶核作用，促进晶粒细化。
铝合金管材晶粒度的细化研究
第50卷第2期2021年4月有色金属加工NONFERROUS METALS PROCESSINGVol. 50 No. 2April 2021D01：10.3969/j.issn,1671-6795.2021.02.009铝合金管材晶粒度的细化研究王义斌，武维煜，潘岩，杨明（辽宁忠旺集团有限公司，辽宁辽阳111003）摘 要:通过控制6063管材截面晶粒尺寸，来满足某高端汽车客户标准中lOOpLm 的晶粒尺寸要求;从铸棒的均质制度、模具设计方式、挤压工艺三个方面进行优化控制，通过高倍显微镜、电导率和布氏硬度等检测方法进行深入分析。
结果 表明，铸棒采用高温短时的均质制度，模具减少前室的设计方法，挤压工艺使用低温快速的挤压方式，成功生产出符合高端汽车客户标准要求的管材。
关键词：6063合金;挤压生产;铸棒均质;平均晶粒度;模具设计中图分类号:TG146.21 文献标识码:A 文章编号:1671-6795（ 2021 ）02-0036-046063属于低合金成分Al-Mg-Si 系高塑性合金， 6063铝合金主要强化相为M g2Si,属于可热处理强化铝合金*2］,具有良好的热塑性、可焊性、抗腐蚀性能 以及无应力腐蚀倾向，主要应用在汽车框架等需要折弯冲压等部位［一］。
随着汽车制造技术的高速发展,铝合金以其质量轻、强度适中、高吸能等众多优点,越来越多的应用在汽车结构件方面⑴，对于传统的6063 合金提出了更多的性能要求,特别是晶粒度方面的需求,向更加细小均匀方向发展。
目前在国内铝挤压行业,6063铝合金由于其本身化学成分的限定，决定了其晶粒尺寸水平基本在200|xm 左右，很难达到100|JLm以下的国外客户要求，严重制约了我国高端铝管材的出口。
1开发目标管材规格为直径60mm,壁厚为5mm,要求T4状态下屈服强度达60MPa~80MPa,抗拉强度达130MPa~170MPa,断后延伸率M23%,同时平均晶粒尺寸WlOOrun 。
铸造铝合金晶粒细化技术与发展
铸造铝合金晶粒细化技术与发展摘要：Al-T-B作为铝合金的异质晶粒细化剂已长达40年了。
已经证明，AlI-Ti-B的使用是铝合金获得有益冶金和力学性能实际有效的方法。
但是，由于二硼化物粒子聚集牵涉到的许多质量问题至今不能解决，所以铝业界长期以来希望找到一种代替品。
介绍了AI-T-C晶粒细化剂的最新进展和国产Al-Ti-C的研制开发。
晶粒细化试验结果证明，国产Al-Ti-C的细化效果比进口Al-Ti-B的好。
在工业纯铝铸轧板的初步试用中获得了较好的结果，在A3S6合金中已获得了工业应用。
关键词：铝合金；Al-Ti-B晶粒细化剂；AI-Ti-C晶粒细化剂铸锭是变形加工产品多段加工的第一步。
铸锭质量影响加工产品最终的性能。
晶粒细化能大改善铸锭的均匀性，提高力学性能和铸造速度，防止铸锭裂纹和产生羽毛状晶。
工业实践中使用最广的晶粒细化剂Al-Ti-B，至今它虽然仍是铝工业中优先选用的细化剂，但是硼化物粒子聚集带来的一些难以克服的缺点也困扰了铝工业几十年。
为此，铝工业长期以来希望找到一种AlI-Ti-B的代替品，Al-T-C便是其中的选择之一。
一、铝晶粒细化剂的发展实践证明，钛能在铝中产生很好的晶粒细化作用，但是在亚包晶成分下钛细化作用很弱。
进一步得知加入硼时钛的细化作用大大提高，使用Al-Ti-1B加入0.005%Ti 便能起到很好的晶粒细化作用。
Al-5Ti-1B由于存在大的TiBz聚集物、KAIF、氧化物和其他非金属夹杂是不令人满意的。
为此，作为折衷开发了含低硼的Al-5Ti-0.2B，其优点是：没有大的TiB：聚集物；二硼化物粒子尺寸小(~1μm)；非金属夹杂少；较好的晶粒细化性能。
在此期间也开发了低T/B比的Al-3Ti-1B合金，并于1985年首次应用。
由于铝加工产品质量的不断提高，铝工业要求不含TiB的中间合金，20世纪80年代，英AB(Anglo-Blackwells )公司开发了Al-6%Ti-0.02%C合金。
铝合金细化剂的研究现状及其中共晶硅的变质研究现状
铝合金细化剂的研究现状及其中共晶硅的变质研究现状目前人们已经对铝合金有了较多的认识甚至是较深入的了解，通常人们为了提高铝合金的力学性能，通常要对铸铝中的初生硅相经行处理，晶粒细化剂是铝合金生产中常用的添加剂之一能显著提高铝合金的力学性能和机械加工性能对铝合金的生产具有十分重要的意义。
根据Hall-Petch公式可知材料的屈服强度和材料的晶粒大小成反比，细小的晶粒尺寸可以有效地提高材料的强度和韧性，同时改善合金的机械加工性能对于铝在各行业的应用均具有重要的意义。
目前，细化铝合金晶粒的方法主要包括以下4种方法：1、控制金属凝固时的冷却速度; 2、机械物理细化法包括机械振动机械搅拌等物理场细化法; 3、如电场磁场超声波处理等; 4、化学细化法,向合金中加入各种晶粒细化剂促进铝及合金的形核或抑制晶核长大。
在工业生产中细化晶粒尺寸最常用的方法是化学细化法即在熔融的铝液中加入晶粒细化剂起到异质形核的作用进而细化晶粒尺寸。
20世纪四五十年代，晶粒细化剂起源于英国的Cibula金属研究协会，这时的细化剂主要是Ti、B盐块剂。
20世纪60年代由于无芯感应炉的应用中间合金的生产及应用取得飞速发展相继出现了Al-Ti-B锭华夫锭等相关产品，20世纪70年代是铝合金晶粒细化剂Al-Ti-B丝有效提高了晶粒细化效果降低了细化剂的加入量，同时改善了TiB2在炉内的团聚现象。
在20世纪七八十年代晶粒细化剂生产工业的研究方向主要是通过改善Ti/B配比优化细化效果。
20世纪90年代细化剂的生产开始采用ISO9002为基准的技术措施大大提高了Al-Ti-B的细化效果，同时由于硼化物仍然存在一定的团聚现象，影响细化剂的使用效果，从而采用一定量的石墨代替细化剂中的B制得的Al-Ti-B中间合金不仅具有较好的细化效果同时避免了硼元素的团聚现象。
现在常用的细化剂有Al-Ti-B中间合金、Al-Ti-B-RE、Al-5Ti-1C中间合金。
目前工业生产中使用的晶粒细化剂主要为Al-Ti-B，这种细化剂制备工艺较为成熟质量日益提高具有较好的细化效果，但存在TiB2团聚等问题仍需要不断改进作为改善Al-Ti-B细化效果，作为改善Al-Ti-B细化效果的Al-Ti-C和Al-Ti-B-RE细化剂也逐渐进入铝合金生产企业的视野，但是Al-Ti-C的制备过程复杂成本较高在现有条件下并不适合大规模工业生产，而Al-Ti-B-RE中由于加入了RE 元素导致其细化机理和工艺复杂化。
铝及铝合金的熔体净化及晶粒细化
铝及铝合金的熔体净化和晶粒细化摘要：综述了铝合金熔体净化的技术特点，重点分析了气泡浮游法、过滤法、熔剂法等几种常见的熔体吸附净化方法的工作原理和工艺改进，介绍了新型的旋转脉冲喷吹工艺、超声波净化工艺和电磁净化工艺，并展望了熔体净化工艺研究发展的趋势；综述了晶粒细化剂的发展历史及细化剂的细化机理和各种细化剂的比较，并着重介绍了新一代的Al-Ti-C晶粒细化剂。
关键词：铝合金；熔体净化；细化剂；细化机理1综述近年来铝合金材料大致向两个方向发展：一是发展高强高韧等高性能铝合金新材料，以满足航空航天等军事工业和特殊工业部门的需要；二是发展一系列可以满足各种条件用途的民用铝合金新材料。
与国外相比，我国铝合金研究的整体水平还比较落后，基础理论研究和技术装备水平及其完善程度都与国外的差距很大。
目前，铝合金研究的重点之一是研究和采用各种先进的熔体净化与变质处理方法，去除铝液中的气体和夹杂物，降低杂质含量，提高铝熔体的纯度，细化铝的晶粒从而改善铝合金的性能。
这也是可持续发展战略中废铝回收亟待解决的技术难题。
熔体净化是保证铝合金材料冶金质量的关键技术，引起企业界的广泛关注。
铝合金熔体净化的目的，主要是降低熔体中的含气量和非金属夹杂物含量。
对熔体纯洁度的要求，一般铝合金制品的含气量应小于0.15ml/100gAl，特殊的航空材料要求在0.10ml/100gAl以下；钠含量应在5ppm以下；非金属夹杂物不允许有1～5Lm尺寸的颗粒和聚集物，夹杂物含量越低越好。
可见，对铝合金熔体的纯洁度要求是非常严格的。
要达到上述要求，需采用各种先进的净化处理技术。
铝及其合金组织的微细化，可显著提高铝材的力学性能和加工工艺性能。
晶粒细化处理是使铝及其合金组织微细化，获取优质铝锭，改善铝材质量的重要途径。
铝加工工业的迅速发展促进了各种铝晶粒细化剂的开发与生产。
本文将在初步总结和分析国内外熔体净化和晶粒细化剂生产实践及文献资料的基础上，较全面地讨论各种铝合金熔体净化技术及其发展趋势，讨论各种晶粒细化剂及发展趋势。
Al-Ti-B合金晶粒细化剂及细化机理的发展与现状
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产出线状 ;1<)=<> 细 化 剂。在 国 际 上 常 用 的 成 分 为 ;1<?)=<5>。
随后，晶粒细化剂的研究致力于改善 ;5<)=<> 的 细化效 果，开 发 了 一 系 列 产 品：;5<?)=<>，;5<@)=<>， ;5<?)=<92 3>，;5<)=<92 A>，;5<)=<92 3> 以及 ;5<59)=< 92 3>（ BCD ）。它们的共同特点是 )=：> 大于 )=>3 的 组成 比 32 33，且 含 有 )=;1@ 颗 粒 和 )=>3 颗 粒［:］。 5E4A 年东北工学院在国内首先研制成功国产 ;1<)=< > 细化剂，开创了应用国产 ;1<)=<> 的新局面［4］。但 在相同使用条件下，细化结果 总 低 于 国 外 相 同 成 分 产品，而且 质 量 不 稳 定，尤 其 是 冶 金 质 量 较 差。因 此，我国目前使用的 ;1<)=<> 细化剂多数仍由英国和 荷兰生产［E］。此外，虽然 ;1<)=<> 细化剂具有优异的 细 化 晶 粒 能 力 ，但 其 抗 衰 减 性 能 仍 不 能 令 人 满 意 ，因 为 )=>3 相仍易聚集沉淀，而且 )=>3 易受 FG，+G 等原 子的毒化而失去 细 化 晶 粒 的 作 用 等。为 此，人 们 一 直在寻找研究更有效的细化剂及其处理技术［ 。 H，A］
Al-Ti-C-Ce对铝合金晶粒细化剂机理研究
Al-Ti-C-Ce对铝合金晶粒细化剂机理研究摘要：铝合金作为当今社会中常见的金属材料之一被广泛的应用在交通、建筑、航空航天、航海、电力、医疗、装饰等各个领域。
将晶粒细化剂参入铝合金熔炼，使得铝熔体在凝固过程中获得足够的异质晶核，从而细化金属晶粒的尺寸来提升铝材性能已经成为如今工业生产中最为普遍且经济实用的方法。
关键词：晶粒细化剂；晶粒细化；形核；晶粒本文通过在Al-Ti-C制备过程中引入稀土元素Ce来改善碳源与铝液的润湿性，从而提高TiC粒子的形成率。
而TiC粒子作为铝熔体中的形核核心，增加了形核数量，Ce元素不仅可以促进TiC粒子的生成，也可以提升细化剂的抗衰性Al-Ti-C-Ce中间合金之所以细化能力高于Al-Ti-C中间合金，不单单因为Ce原子的加入提升了TiC粒子的含量，而且在细化过程中，Ce原子会富集在铝合金晶界处抑制铝合金晶粒继续长大。
1.引言铝及铝合金作为当今社会不可替代的金属材料之一在当今社会被广泛的应用于交通、建筑、航空航天、航海、电力、医疗、装饰、食品包装等各个领域。
改善铝材品质的方法工艺有很多，对于绝大部分金属，其晶粒尺寸被细化，直接提升了晶界的总面积，则其金属材料强度、硬度、塑性、韧性会伴随细化的强弱而有所提升。
将金属晶粒细化剂在金属熔炼过程中添加到熔体中，使得金属在凝固过程中获得足够的异质晶核，从而细化金属晶粒的尺寸来提升金属性能已经成为当今铝材加工生产中最为普遍且最为经济实用的方法。
目前在工业铝合金熔炼中使用率最高的晶粒细化剂是Al-Ti-B、Al-Ti-C，然而将Al-Ti-B添加到铝液之后TiB2粒子容易被团聚，而且易被Cr、Zr、Mn等元素毒化从而使得细化剂失去作用。
而Al-Ti-C细化剂在制备过程中存在碳源与铝液润湿性极差，进入铝液的碳源很难与铝液中的Ti原子结合产生足够的TiC粒子。
因此Al-Ti-C细化剂在工业生产中也遭到极大的限制。
本文通过在Al-Ti-C制备过程中引入稀土元素铈来改善碳源与铝液的润湿性，从而提高TiC粒子的形成率。
铝晶粒细化剂市场分析报告
铝晶粒细化剂市场分析报告1.引言1.1 概述铝晶粒细化剂是一种可以使铝合金晶粒细化的添加剂，其作用是在铸造或熔炼过程中促使晶粒细化，从而提高铝合金的力学性能和表面质量。
铝合金作为一种重要的轻质金属材料，在航空航天、汽车制造等领域具有广泛应用，因此铝晶粒细化剂市场也备受关注。
本市场分析报告将对铝晶粒细化剂市场进行深入研究和分析，探讨其市场现状、市场趋势以及未来的市场前景展望，为相关行业提供发展建议和决策支持。
1.2 文章结构文章结构部分：本报告分为引言、正文和结论三个部分。
引言部分主要包括对铝晶粒细化剂市场分析报告的概述，文章结构的介绍，报告的目的和总结。
正文部分将重点分析铝晶粒细化剂的概念、市场现状和市场趋势。
结论部分将对铝晶粒细化剂市场的前景展望进行分析，并提出行业发展建议，最后对全文进行总结。
1.3 目的本报告的目的在于对铝晶粒细化剂市场进行深入分析，了解当前市场现状、发展趋势以及未来的市场前景。
通过对市场的分析，可以为行业内企业提供有效的参考，帮助他们制定更加有效的市场策略和发展规划。
同时，本报告也旨在为投资者提供客观的市场信息，帮助他们做出明智的投资决策。
通过本报告的撰写，期望能够促进铝晶粒细化剂市场的健康发展，推动整个行业向着更加良性的方向发展。
1.4 总结总结部分:综上所述, 铝晶粒细化剂市场正处于快速发展阶段，市场规模不断扩大。
随着铝合金制品在汽车、航空航天等行业的广泛应用，对铝晶粒细化剂的需求将持续增长。
同时，随着技术的不断创新和成熟，铝晶粒细化剂市场将进一步提升产品品质，满足不同行业的需求。
在未来，铝晶粒细化剂行业应加强技术研发，提高产品的稳定性和性能，同时不断拓展市场渠道，加强与客户的合作与交流，以适应市场的需求变化。
期待铝晶粒细化剂市场在未来持续保持良好的发展势头，为整个铝合金行业的发展贡献更大的力量。
2.正文2.1 铝晶粒细化剂概念铝晶粒细化剂是一种用于铸造和加工铝合金的添加剂。
al-ti-c中间合金的制备及细化性能研究
湘潭大学硕士学位论文Al-Ti-C中间合金的制备及细化性能研究姓名：***申请学位级别：硕士专业：材料学指导教师：***20070601湘潭大学硕士学位论文摘要摘要采用中频感应炉和铝液加入到石墨粉与钛氟酸钾的混合物中的方法制备Al-Ti-C晶粒细化剂，并检验了Al-Ti-C晶粒细化剂对工业纯铝的晶粒细化能力。
Al-Ti-C晶粒细化剂是铝及铝合金晶粒细化领域最具潜力的一种细化剂，对提高铝及铝合金铸件质量有重要意义。
实验中，通过OM、SEM-EDS、EPMA等检测手段，研究了碳源的选择、石墨的加入方式、反应温度以及保温温度对Al-Ti-C晶粒细化剂组织、结构的影响。
在检测对工业纯铝的晶粒细化效果实验中，研究了Al-Ti-C晶粒细化剂中的Ti/C比、中间合金添加量、保温时间、浇铸温度等对工业纯铝晶粒细化效果的影响，并与英国进口和国内某厂生产的Al-Ti-B晶粒细化剂的细化效果进行了比较。
研究结果表明，采用本文的工艺，原料在850℃时加入，并在1100℃温度下保温10min,能制备出性能良好的Al-Ti-C晶粒细化剂。
用该工艺制备的Al-Ti-C中间合金对工业纯铝的细化效果优于进口和国产的Al-Ti-B晶粒细化剂。
采用该工艺制备出了多种成分和不同Ti/C比的Al-Ti-C晶粒细化剂，如Al-6Ti、Al-5Ti-0.25C、Al-5Ti-0.02C、Al-8Ti-2C、Al-8Ti-0.4C、Al-12Ti-0.45C等，研究了Al-Ti-C晶粒细化剂制备过程中TiC和TiAl3组成相的形成机理，分析了该化合物形成的热力学条件，并提出了TiC的生长动力学模型，此外，对Al-Ti-C三元相图进行了研究并探讨了TiC对α-Al 的异质形核作用和晶粒细化机理。
研究结果表明，铸态的Al-Ti-C中间合金中有大量长条状和块状的TiAl3以及大量细小的TiC颗粒,而且TiC颗粒均匀分布在基体上。
通过对制备实验、细化实验结果的分析，发现A1-Ti-C晶粒细化剂在细化铝及铝合金时，单独的TiC和TiAl3只能起有限的细化作用，TiC与TiAl3的结合是实现纯铝高效细化的必要条件。
结题报告——铝硅合金的晶粒细化与组织变质处理-
铝硅合金的晶粒细化与组织变质处理结题报告项目成员：朱荣升，黄泽华，黄文强院（系）：材料科学与工程学院【摘要】：晶粒细化是通过控制晶粒的形核和长大来实现的。
细化处理的最基本原理是促进形核，抑制长大。
铝硅合金的变质处理使共晶硅由粗大的片状变成细小纤维状或层片状，从而改善合金性能。
【关键词】：铝硅合金、细化、硬度、金相图、锶、硼、钛。
引言：铝硅合金具有优良的铸造性能，是铸造铝合金中品种最多、用量最大的合金。
一般地，铸造铝硅合金中有α（Al）、共晶硅及初晶硅，其中α（Al）呈树枝状，共晶硅呈片状，初晶硅呈多角形状和板状。
经过细化变质处理后的Al-Si合金具有良好的机械性能和切削加工性能，近年来，世界各国研究者就Al-Si合金基体细化元素，初晶硅和共晶硅的变质元素及其细化、变质机理方面的进行了深入研究，并对双重变质、复合变质进行了探索和研究。
随着金屑型铸造和压铸工艺的发展，铝硅合金得到广泛应用。
近年来，在铸造领域应用的铝合金，除了铝硅系列合金之外，还有铝锅系列、铝镁系列、铝锌系列和其他系列的铝合金。
在这些系列的合金中，除了少数的二元合金外，大多数都是添加多种合金元素的多元合金。
本项目主要内容为铝硅合金的晶粒细化处理。
晶粒细化是通过控制晶粒的形核和长大来实现的。
细化处理的最基本原理是促进形核，抑制长大。
一、实验原理本项目主要内容为铝硅合金的晶粒细化与组织变质处理。
晶粒细化是通过控制晶粒的形核和长大来实现的。
细化处理的最基本原理是促进形核，抑制长大。
铝硅合金的变质处理使共晶硅由粗大的片状变成细小纤维状或层片状，从而改善合金性能。
二、试验方法2.1 试验合金的制备第一步：试验合金在箱式电阻炉内用石墨坩埚进行熔制。
原料为Al-7Si合金，设置一组对照组和三组实验组，实验组分别加入微量元素锶、硼、钛，所加微量元素的质量均为原料的百分之一，用不同的温度对其熔制并保温（见表1）表1 微量元素含量及合金熔制时间、保温时间：微量元素Sr B Ti质量/g 0.1994 0.1769 0.1800温度700℃-720℃700℃-720℃8500℃-900℃保温时间/h 2 2 3第二步：将熔制好的试样用金相实验切割机进行切割处理；第三步：用不同型号的砂纸对切割好的试样进行初步抛光；第四步：用布氏硬度计测量其硬度，为了使实验结果更加准确，因此在每块试样上取两点测量其硬度，最后取平均值，记录数据（见表2）表2 加入不同微量元素测得合金硬度：合金成分Al-Si合金Al-Si合金+Sr Al-Si合金+B Al-Si合金+Ti布氏硬度/HBW 33.8 39.75 33.0 33.7 未加入微量元素时，测得Al-Si合金的布氏硬度为33.8HBW；加入微量元素B后，布氏硬度变为33.0HBW，与对照组相比有少量下降；加入微量元素Sr后，硬度变为39.75HBW，相比对照组硬度有较大的增强；加入微量元素Ti后，布氏硬度变为33.7HBW，与对照组基本相同。
Al-Si合金的细化与Ti偏析的研究
灿一ｓｉ合金的细化与Ｔｉ偏析的研究（ａ）Ｘ２００（ｂ）×１０００（ｃ）×３０００图２ＡＩ一５Ｔｉ一１Ｂ中间合金组织形貌（ＳＥＭ）０图３Ｔｉ—Ａｌ相图２．２熔体处理后试样的组织观察和Ｔｉ的成分分析图４所示为采用Ａ１—５Ｔｉ一１Ｂ中间合金细化后，保温２、４、８、１６（分别记为Ａ、Ｂ、ｃ、Ｄ四组）小时后出炉空冷，试样晶粒大小与金相试样位置（最顶端标记１，依次间隔２０ｍｍ记为２、３、４，如Ｂｌ表示Ｂ组第一个）的关系。
由图可以看出随着接近试样底部晶粒尺寸整体趋势是越来越小，但也出现了反复的过程。
其中保温４小时（Ｂ组）的试样晶粒尺寸随位置变化细化趋势明显，Ｂ组试样的晶粒由位置１的１．０ｍｍ细化到了位置４的０．２５ｍｍ，细化率为７５％，其他三组细化率也达到了６５％左右，Ｂ组细化效果较其它保温时间的要好。
图５所示为该试样各位置的宏观组织，由图可知试样顶端细化效果很小，而底部的细化效果较好，从顶部往底部细化效果依次递增。
如图５ａ所示，顶端部分晶粒十分粗大，肉眼即能看出晶粒，而底部晶粒得到了很大程度的细化（图５ｄ），用肉眼基本分辨不出晶粒。
图６所示为Ｔｉ的偏析情况，由图可知Ｔｉ分布很不均匀。
从图中的曲线还可以看出，从位置１到位置４曲线的斜率逐渐增大，也就是说随着距顶端距离的增大，Ｔｉ偏析的现象逐渐增大，距顶端越远，偏析越严重。
如图所示，位置４的Ｔｉ含量为０．１６５％，而位置１的Ｔｉ含量比较低，只有０．１３％左右，顶部与底部的Ｔｉ含量差达到２５．６％，可见，实验中Ｔｉ偏析现象十分严重。
２．３形成Ｔｉ偏析的原因由Ｔｉ含量与试样位置的关系可知（图６），随着距试样顶部距离的增加，Ｔｉ含量逐渐增加。
由于在ＴｉＢ：上形成的ＴｉＡＩ，密度大，形成的复合物在重力作用下长时间静置后势必发生沉淀现象，这样在试样底部的异质形核核心要多于试样顶部，因此底部细化效果比顶部好。
很明显由于Ｔｉ的分布不均匀，晶粒细化整体效果并不理想，在实际生产中应避免这种情况的出现。
Al-Ti-B-Re晶粒细化剂的研究现状
Ａｂｓｒ ｃ ： Ｔｈ ｅ ｌ ｍ ｅ ｔ ｔ ｌ ｉ ｍ ｒ ｎ ｒ ｉ ｒａｎｄｔ ｆ ｅ ｔｏｆｒ ｅ ｅ ｒ ｈ ｅ ｅ ｅ ｓｉ ｗ — —Ｂ—Ｒｅ ｔａ ｔ ｅ ｄ ｖｅｏｐ ｎｔｓ ａ ｕｓｏｆａ ｕｍ ｎｕ ｇ ａｉ ｅｆｎｅ ｈｅｅ ｆ ｃ ａｒ ａ ｔ ｌ ｍ ｎｔ ｎ ｎｅ ＡＩ Ｔｉ ｇ ａ ｎ ｒ ｆｎｅ ｒ ｓ ｉ ｅ ｒ ｓ ｃ ｉ ｅｌ ｔｗａ ｈ ｒ ｉ ｅ ｉ ｒＷｅ ｅｄｅ ｃ ｂ ｄ ｅ ｐｅ ｔｖ ｙ．Ｉ ｓｓ ｏｗｅ ｈ ｈ ｗ — －Ｂ—Ｒｅ ａ ｌ ｎ ｙ ａ ａ ｈ ｇ ｅ ｒ ｉ ｅ ｉ ｄｔ ａｔｔ ｅ ｎｅ ＡＩ Ｔｉ ｌｏｙ ｏｔｏｎｌ ｈ ｄ ｉ ｈ ｒｇ ａ ｎ ｒ ｆ— ｎｉ ｕｎｃｉ ｎ， ｂ ｓ ｐ ａ ｎｇ ｆ ｔｏ ｕｔａｌｏ ｌ ｙｅｄｔ ｏｌ ｕｒｆｃ ｔｏｎ， ｄｅ ａｓ ｉ ｇ ａ ｏｄｉｉ ｔｏｎ ｄ ｏｔ ｄｄ ｔｏｎｏｆｒ ｒ ｒｈ・ ｈｅ ｒ ｅｏｆｐ ｉｉ ａ ｉ ｇ ｓ ｎ ｎｄ ｍ ｆｃａ ｉ ｕｅ ｔ ｈｅａ ｉｉ ａ ｅｅａ ｔ
足了生 产 的需 要 ，但 他 们 自身都存在 着缺陷 ，如 ：
细化剂 中Ｔ Ｂ 相 的 聚集 、沉淀 ，细化效 果随 时间 的 ｉ：
用是最 为引人注 且。随 着铝 及 铝 合 金在 高 新技术 领
域 的应用 ，后续加工 对铝 及 铝 合 金 的组 织 性能提 出 了更 为严格的要求 。
产 生 污 染 。
③ 合 金 化 作 用 。稀 土 元 素 在ａ —Ａｌ 固 溶 度 中的
极 低 ，大 部分 稀 土 元 素 会 和 其 他 金 属 元 素 （ 如 过 例 渡族 金 属Ｔ ） 所 含 杂 质 作 用 生 成 弥 散分 布 的 化 合 ｉ或
物 ，从而 起 到 强 化合 金 的作 用 。而 且稀 土元 索还 能 和 原 先存在 的 第 二 相发 生作 用 ，使 第二 相的 形状 、 尺 寸更 加符 合 强 化机 制 的要 求 ｕ 。 ¨
《Al-Ti-C基中间合金的合成及其细化效果研究》
《Al-Ti-C基中间合金的合成及其细化效果研究》篇一一、引言随着现代工业的快速发展，金属材料的性能要求日益提高。
在金属加工过程中，中间合金作为一种重要的合金添加剂，对于改善金属材料的性能具有显著的作用。
Al-Ti-C基中间合金因其优异的细化效果和良好的合金化性能，在金属冶铸领域得到了广泛的应用。
本文旨在研究Al-Ti-C基中间合金的合成工艺及其在金属细化方面的效果，以期为相关领域的研发和应用提供参考。
二、Al-Ti-C基中间合金的合成1. 原料选择Al-Ti-C基中间合金的合成主要选用铝、钛和碳等元素作为原料。
铝和钛是常用的合金元素，具有良好的化学反应活性和良好的机械性能；碳元素作为添加剂，有助于提高合金的稳定性和细化效果。
2. 合成工艺Al-Ti-C基中间合金的合成采用熔铸法。
首先将原料按照一定比例混合，然后在高温下进行熔炼，待熔体温度达到一定值后，进行浇铸，得到Al-Ti-C基中间合金。
三、细化效果研究1. 实验方法为了研究Al-Ti-C基中间合金的细化效果，我们采用铸造法将该合金添加到不同种类的金属中，观察其对金属晶粒大小、形貌以及力学性能的影响。
同时，我们还采用扫描电镜、X射线衍射等手段对合金的微观结构进行观察和分析。
2. 实验结果与分析（1）晶粒细化：在添加了Al-Ti-C基中间合金的金属中，晶粒得到了显著的细化。
晶粒尺寸的减小有助于提高金属的力学性能和抗拉强度。
（2）形貌变化：添加Al-Ti-C基中间合金后，金属的晶粒形貌发生了明显的变化，变得更加均匀和致密。
这有助于提高金属的抗疲劳性能和耐腐蚀性能。
（3）力学性能：经过Al-Ti-C基中间合金的添加，金属的抗拉强度、屈服强度和延伸率均得到了显著的提高。
这表明该合金在改善金属力学性能方面具有显著的效果。
四、结论本文研究了Al-Ti-C基中间合金的合成工艺及其在金属细化方面的效果。
实验结果表明，通过熔铸法合成的Al-Ti-C基中间合金具有良好的细化效果和稳定性。
铝晶粒细化机理研究的进展_2_
铝晶粒细化机理研究的进展(2)深圳金科福士科有色冶金材料公司 高泽生3 铝晶粒细化机理研究的最新进展3.1 人工加入T iB2粒子的实验〔15、21〕如上所述,晶粒细化的核心问题是必须确定晶核。
到目前为止,大多数的研究都是采用中间合金或化学反应技术将晶种引入熔体。
然而,用这些方法很难控制生成物的化学性质、粒子尺寸和熔体的化学性质。
在由盐反应生成T iB2的情况下,可以形成由A lB2至T iB2全部可能范围的化合物。
除了这些生成物之外,进入熔体中的还有溶解的T i和T i A l3。
在这样的复杂体系中作任何详细的晶粒细化分析都有许多困难。
因为这些物质是亚微尺寸的,不能进行光学显微镜观察,也几乎不可能把晶核与合金中的其他金属间相区别开来。
M ohan ty和Gruzlesk i〔15、21〕提出,为了证明T iB2是否单独使Α-A l成核和存在溶解T i 时它们之间发生的行为,理想方法是向铝熔体中人工加入纯T iB2粒子。
为使加入过程中T iB2粒子表面性质不发生变化,他们采用了图8所示的专门装置。
采用这种惰气保护喷射法,他们成功地将T iB2和T i C粒子加到铝熔体中,使粒子不与大气接触以防止氧化或氮化,并达到均匀分布。
实验采用高纯T iB2粉,粒度为5～10Λm,粒子尺寸较大有利于光学显微镜观察和凝固后化学分析。
粒子在流体化床中在连高泽生——深圳金科福士科有色冶金材料公司高级工程师(邮编:518057)图8 加入晶种用的专门装置1-流体化床,2-载体管,3-喷嘴,4 -支架,5-熔炼装置,6-旋转叶片,7-电动机,8-档板续氩气流中悬浮,于200～250℃预热2～3h。
操作时,熔体深度约20c m,直径80c m,叶轮转速约250r m i n,通常吹气5m i n。
T iB2粒子加入后熔体保持5～10m i n,然后注入激冷模中。
为了研究溶质T i的影响,用A l-T i加T i。
在加入2%T i时,熔体温度升至900℃,并在此温度铸造。
杆状Al-5Ti-1B中间合金的组织形貌及对铝合金晶粒细化效果研究
杆状Al-5Ti-1B中间合金的组织形貌及对铝合金晶粒细化效果研究路丽英;孙博晗;韩颖;陈雷【摘要】采用光学显微镜、扫描电镜、能谱分析等手段对比分析了四个不同厂家生产的Al-5Ti-1B杆状晶粒细化剂的化学成分、组织及对铝合金的细化效果.结果表明,1#杆状Al-5Ti-1B晶粒细化剂成分达到YS/T447.1-2011标准中A等Al-5Ti-1B中间合金的要求,与其他三种Al-5Ti-1B晶粒细化剂相比具有最优的晶粒细化效果.【期刊名称】《铝加工》【年(卷),期】2019(000)002【总页数】4页(P15-18)【关键词】Al-5Ti-1B;晶粒细化;组织;中间合金【作者】路丽英;孙博晗;韩颖;陈雷【作者单位】东北轻合金有限责任公司,哈尔滨150060;中南大学材料科学与工程学院,长沙410083;航天海鹰(哈尔滨)钛业有限公司,哈尔滨150028;东北轻合金有限责任公司,哈尔滨150060;东北轻合金有限责任公司,哈尔滨150060【正文语种】中文【中图分类】TG133;TG2920 前言铝钛硼丝是铝加工企业广泛使用的铝及铝合金的高效晶粒细化剂，可显著改善铝及铝合金的加工性能，提高铝材的质量，全世界约有75%的铝加工材和铸造铝产品在铸造过程中需要添加铝钛硼合金晶粒细化剂［1-3］。
目前，从英国LSM公司、美国KBM公司等，进口的Al-Ti-B晶粒细化剂的特点是细化效果好，Ti和B的利用率高，可减少细化剂用量；细化剂均匀分布，细化效果稳定连续，可实现细化处理的自动化，可降低TiB2粒子的聚集沉淀倾向等，已广泛为工业化生产企业所采用。
国内生产的Al-Ti-B中间合金（丝）细化剂，同进口产品相比，具有价格优势，但由于生产条件和技术水平的限制，产品质量参差不齐，主要体现在B含量低，纯净度差等，从而影响晶粒细化剂对铝合金细化效果的稳定性[4]。
因此，本文结合现有的生产条件，采用模拟细化试验的方法，研究了不同生产厂提供的杆状铝钛硼晶粒细化剂的微观组织及其对铝合金细化效果的影响，对铝合金晶粒细化剂质量进行初步的比较与评价，为工业生产条件下优选晶粒细化剂提供实验依据。
Al_Sc合金的现状与开发前景
收稿日期:2005-03-05基金项目:国家自然科学基金与上海宝钢集团联合资助项目(50274020) 第一作者简介:张雪飞(1972-),女,内蒙古包头人,博士研究生。
Al Sc 合金的现状与开发前景张雪飞,温景林,周天国,王顺成,李俊鹏,李 罡(东北大学材料与冶金学院,辽宁沈阳110004)摘要:介绍了Al Sc 合金的发展现状及其推广应用存在的问题;展望了它的发展前景。
用连续铸挤机开发出Al Sc 合金、Al Mg Sc 合金管、棒、型、线材的连续铸挤成形技术。
关键词:Al Sc 合金;连续铸挤工艺;发展前景中图分类号:TG146.21 文献标识码:A 文章编号:1007-7235(2005)08-0007-03Research Status of Al Sc Alloys and Its Development FutureContinuous Cast Extrusion FormingZ HANG Xue fei,WEN Jing lin,Z HOU Tian guo,WANG Shun cheng,LI Jun peng,LI gang(School of Material and Metallurgy,Northeastern University,Shenyang 110004,China)Abstract:The current status and p roblem of extensive applying for Al Sc alloys is reviewed.And fu ture is prospected.The technique of continuous cast extrusion forming and for the tube,bar,sectional material and wire of Al Sc alloy and Al Mg Sc alloy by the patent of continuous cast extrusion machine are put forward.Key words:Al Sc alloys;con tinuous cast extrusion technique;develop ment future金属Sc(钪)属于3d 型过渡族元素,也是稀土元素。