国外几种Al_Ti_B晶粒细化剂的质量评价
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Guangzhou 510641，China； 3． Zhongshan Jinsheng Aluminum Co． ，Ltd． ，Zhongshan 528463，China）
Abstract： The chemical composition，microstructure and grain refining efficiency of Al-Ti-
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2011，Vol． 39，№6
低于我国的 Al-Ti-B 合金线行业标准的上限［5］。据 报道，国外 Al-Ti-B 生产厂家对其产品杂质元素含量 都制定有严 格 的 企 业 标 准，而 企 业 标 准 一 般 都 严 于 国家标准和行业标准。 2． 2 显微组织
图 1 为 Al-Ti-B 合金线的显微组织。表 2 为 AlTi-B 合 金 线 中 TiAl3 相、TiB2 粒 子 的 尺 寸 分 布。 TiAl3 相和 TiB2 粒子的尺寸大小、形貌和分布状态对 Al-Ti-B 合金线的晶粒细化能力有重要影响。TiAl3 相常见形貌 有 圆 块 状、方 块 状 和 细 长 杆 状。 研 究 表 明，细小圆块状的 TiAl3 相以及呈弥散分布的细小颗 粒状的 TiB2 粒子对增强晶粒细化效果是最有利的， 而粗大方块状、杆状的 TiAl3 相以及粗大的 TiB2 粒 子团聚块则会降低晶粒细化效果［6 － 8］。另外，粗大 的 TiAl3 相以及 TiB2 粒子团聚块会导致箔材、易拉 罐料、高档 PS 版基等高精铝材表面产生针孔、撕裂、 砂眼、划伤等缺陷。从图 1 和表 2 可见，四个公司的 Al-Ti-B 合金线都存在圆块状、方块状和细长杆状的
2 试验结果及分析
2． 1 化学成分 表 1 为 Al-Ti-B 合金线的化学成分。Al-Ti-B 合
金线的晶粒细化能力与 Ti、B 元素的含量以及 Ti 与 B 含量比值有关，增加 Ti、B 元素的含量，晶粒细化 能力增强，降低 B 元素含量，TiB2 粒子聚集沉淀等缺 陷减少。Al-Ti-B 合金中常见的 w（ Ti） / w（ B） 比值有 5 /1、5 /0． 5、5 /0． 2、5 /0． 1、3 /1、3 /0． 5、3 /0． 2、3 /0． 1 以及无 B 的 Al-Ti 合金等。针对不同的铝材产品，铝 加工企业会选用不同 Ti、B 含量和 w（ Ti） / w（ B） 比值 的 Al-Ti-B 合金，其中 Al-5Ti-1B 合金线是目前铝加 工企业最受 欢 迎 的 产 品，也 是 目 前 铝 工 业 的 标 准 产 品。从表 1 可见，西班牙 Aleastur 公司生产的 Al-TiB 合金 线 的 Ti 含 量 较 低，w（ Ti） = 4． 01% 。 英 国 LSM 公 司 生 产 的 Al-Ti-B 合 金 线 的 B 含 量 较 低， w（ B） = 0． 28% ，可推断该公司产 品 型 号 为 Al-5Ti0． 2B，而荷兰 KBM 公司和韩国 SLM 公司的产品型 号为 Al-5Ti-1B。
1 试验材料及试验方法
晶粒细化剂为英国 LSM 公司、荷兰 KBM 公司、 西班牙 Aleastur 公司和韩国 SLM 公司生产的 Al-Ti-B 合金线，直径为（ 9． 5 ± 0． 2） mm。对上述 Al-Ti-B 合 金线分别取样，在 JY-ULTIMA2 等离子体发射光谱 仪上进行化学成分分 析。试 样 经 磨 制、抛 光 后，在 DMM-400C 金相显微 镜 上 进 行 组 织 观 察，在 JCXA733 场发射扫描电镜上观察 TiAl3 、TiB2 粒子的形貌 和测量其尺寸大小。
Quality evaluation of overseas Al-Ti-B grain refiners
WANG Shun-cheng1 ，ZHANG Cai-jin1，2 ，QI Wen-jun1 ，ZHENG Kai-hong1 ，LI Jian-xiang3
（ 1． Institute of Materials Processing，Guangdong General Research Institute of Industrial Technology， Guangzhou 510650，China； 2． School of Materials Science and Engineering，South China University of Technology，
Key words： Al-Ti-B grain refiner； chemical composition； microstructure； grain refining
efficiency
Leabharlann Baidu
在铝熔体中添加晶粒细化剂是铝加工企业最常 用的晶粒细 化 方 法，可 显 著 改 善 纯 铝 及 铝 合 金 的 加
表 1 Al-Ti-B 合金线的合金元素质量分数 %
国别 /公司 英国 LSM 荷兰 KBM 西班牙 Aleastur 韩国 SLM
Ti 5． 55 4． 51 4． 01 4． 93
B 0． 28 0． 95 0． 93 1． 07
Fe 0． 12 0． 14 0． 14 0． 24
Si 0． 096 0． 097 0． 097 0． 135
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国外几种 Al-Ti-B 晶粒细化剂的质量评价
王顺成1 ，张彩锦1，2 ，戚文军1 ，郑开宏1 ，李建湘3
1． 广东省工业技术研究院 材料加工研究所，广东 广州 510650；2． 华南理工大学 材料科学与工程学院， 广东 广州 510641；3． 中山市金胜铝业有限公司，广东 中山 528463）
晶粒 细 化 试 验 材 料 为 工 业 纯 铝 （ w （ Al ） = 99． 7% ） 。试验设备为 7． 5kW 井式电阻炉和石墨坩 埚。将纯 铝 置 于 坩 埚 内 加 热 熔 化，待 铝 熔 体 升 至 720℃ ～ 730℃ 后精炼、搅拌和扒渣，加入质量分数为 0． 2% 的 Al-Ti-B 合金线料，充分搅拌并静置 2 min 后，浇注到置于耐火砖上外径 75 mm、高 25 mm、壁 厚 5 mm 的环状钢模内，凝固后沿试样高度中间部位 锯开，经磨制、抛光并用特强混合酸溶液（ 70 mL HCl + 25 mL HNO3 + 5mL HF） 腐蚀后观察试样宏观晶粒 组织，采用截线法测量晶粒的平均直径。
摘要：采用等离子体发射光谱仪、光学显微镜和扫描电镜，检测分析了英国 LSM 公司、荷兰 KBM 公司、西班牙 Aleastur 公司和韩国 SLM 公司生产的 Al-Ti-B 合金线的化学成分、显微组织和晶粒细化能力，评价了 Al-Ti-B 合金线的质 量。结果表明，荷兰 KBM 公司生产的 Al-Ti-B 合金线的综合质量较好； 英国 LSM 公司生产的 Al-Ti-B 合金线的 TiAl3 相、TiB2 粒子的尺寸较大，TiB2 粒子团聚较严重； 西班牙 Aleastur 公司生产的 Al-Ti-B 合金线的 Ti 含量较低； 韩国 SLM 公司生产的 Al-Ti-B 合金线的 Fe、Si 杂质元素含量较高。研究结果可为铝加工企业选用 Al-Ti-B 晶粒细化剂提 供参考。 关键词：Al-Ti-B 晶粒细化剂； 化学成分； 显微组织； 晶粒细化能力 中图分类号：TG146． 21 文献标识码：A 文章编号：1007 － 7235（2011）06 － 0011 － 04
工性能和提高铝材的质量。Al-Ti-B 是目前铝加工 企业最常用的晶粒细化剂，据报道，世界上大约 75%
收稿日期：2011 － 01 － 10 基金项目：广东省重大科技专项资助项目（ 2009A080205004） 第一作者简介：王顺成（ 1976 － ） ，男，湖南宜章人，副研究员，博士。
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以上的铝加工企业使用的是直径为 9． 5 mm 的 AlTi-B 合金线［1 － 2］。根据不同的铝材产品，铝加工企 业会选用不同质量的 Al-Ti-B 合金线。生产铝铸件 和建筑铝型材，对 Al-Ti-B 合金线的质量要求较低。 而生产铝箔、易拉罐料、PS 版基等高精铝材产品，则 对 Al-Ti-B 合金线的质量要求较高，要求 Al-Ti-B 合 金线具有优异的晶粒细化能力，TiAl3 相、TiB2 粒子 尺寸细小、分布均匀，Fe、Si 等杂质元素含量低，无金 属和非金属氧化物等夹杂物［3 － 4］。高档 Al-Ti-B 合 金线的生产难度大，目前世界上仅有美国 KBA 公 司、英国 LSM 公司、荷兰 KBM 公司、西班牙 Aleastur 公司、挪威 Hydelko 公司和韩国 SLM 公司等少数公 司掌握［1 － 2］。我国 Al-Ti-B 合金线的生产技术水平 与国外相比尚存在一定差距，表现为 Al-Ti-B 合金线 的 Ti、B 元素含量不稳定，TiAl3 相、TiB2 粒子尺寸、 形貌和分布状态不符合标准，合金纯净度差等，导致 国内使用的高档 Al-Ti-B 合金线部分仍需依赖进口。 我们对英国 LSM 公司、荷兰 KBM 公司、西班牙 Aleastur 公司和韩国 SLM 公司生产的 Al-Ti-B 合金线 的化学成分、显 微 组 织 和 晶 粒 细 化 能 力 进 行 检 测 分 析，评价了 Al-Ti-B 合金线的质量，目的是为铝加工 企业选用 Al-Ti-B 晶粒细化剂时提供参考。
V 0． 060 0． 087 0． 051 0． 009
注： 其他元素质量分数单个不大于 0． 03% ，合计不大于 0． 10% ， 余量为 Al。
针对不同的铝材产品，为了避免因铝熔体发生 二次污染而影响产品质量，铝加工企业对 Al-Ti-B 合 金中的 Fe、Si 等杂质元素的含量都有明确的要求，其 中生产铝箔、易拉罐料、高档 PS 版基等高精铝材产 品对 Al-Ti-B 合金的纯净度要求较高，要求 Al-Ti-B 合金中的 Fe、Si 等杂质元素含量较低。从表 1 可见， 韩国 SLM 公司 Al-Ti-B 合金线的 Fe、Si 杂质元素含 量较高（ w（ Fe） = 0． 24% ，w（ Si） = 0． 135% ） ，但 V 元 素含量较低（ w（ V） = 0． 009% ） 。英国 LSM 公司、荷 兰 KBM 公司和西班牙 Aleastur 公司的 Al-Ti-B 合金 线的 Fe、Si 杂质元素含量均较低（ w（ Fe） = 0． 12% ～ 0． 14% ，w （ Si） = 0． 096% ～ 0． 097% ） ，但 w （ V） = 0． 051% ～ 0． 087% 。值得注意的是，除韩国 SLM 公 司的 Al-Ti-B 合金线的 Fe、Si 杂质元素含量较高外， 英国 LSM 公司、荷兰 KBM 公司和西班牙 Aleastur 公 司的 Al-Ti-B 合金线的 Fe、Si、V 杂质元素含量均远
B grain refiners of LSM，KBM，Aleastur and SLM were investigated by ICP，OM and SEM． The qualities of Al-Ti-B grain refiners were evaluated． Results show that the comprehensive quality of Al-Ti-B grain refiner of KBM is the best． The size of TiAl3 ，TiB2 in Al-Ti-B grain refiner of LSM is bigger than that of KBM，Aleastur and SLM． The content of Ti element in Al-Ti-B grain refiner of Aleastur is 4． 01% ，which is not accord with international standard． The content of Fe and Si element in Al-Ti-B grain refiner of SLM are 0． 24% and 0． 135% ， respectively，which is the highest in all Al-Ti-B grain refiners． The research results give a reference for aluminum processing enterprises to choose Al-Ti-B grain refiner．
Abstract： The chemical composition，microstructure and grain refining efficiency of Al-Ti-
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2011，Vol． 39，№6
低于我国的 Al-Ti-B 合金线行业标准的上限［5］。据 报道，国外 Al-Ti-B 生产厂家对其产品杂质元素含量 都制定有严 格 的 企 业 标 准，而 企 业 标 准 一 般 都 严 于 国家标准和行业标准。 2． 2 显微组织
图 1 为 Al-Ti-B 合金线的显微组织。表 2 为 AlTi-B 合 金 线 中 TiAl3 相、TiB2 粒 子 的 尺 寸 分 布。 TiAl3 相和 TiB2 粒子的尺寸大小、形貌和分布状态对 Al-Ti-B 合金线的晶粒细化能力有重要影响。TiAl3 相常见形貌 有 圆 块 状、方 块 状 和 细 长 杆 状。 研 究 表 明，细小圆块状的 TiAl3 相以及呈弥散分布的细小颗 粒状的 TiB2 粒子对增强晶粒细化效果是最有利的， 而粗大方块状、杆状的 TiAl3 相以及粗大的 TiB2 粒 子团聚块则会降低晶粒细化效果［6 － 8］。另外，粗大 的 TiAl3 相以及 TiB2 粒子团聚块会导致箔材、易拉 罐料、高档 PS 版基等高精铝材表面产生针孔、撕裂、 砂眼、划伤等缺陷。从图 1 和表 2 可见，四个公司的 Al-Ti-B 合金线都存在圆块状、方块状和细长杆状的
2 试验结果及分析
2． 1 化学成分 表 1 为 Al-Ti-B 合金线的化学成分。Al-Ti-B 合
金线的晶粒细化能力与 Ti、B 元素的含量以及 Ti 与 B 含量比值有关，增加 Ti、B 元素的含量，晶粒细化 能力增强，降低 B 元素含量，TiB2 粒子聚集沉淀等缺 陷减少。Al-Ti-B 合金中常见的 w（ Ti） / w（ B） 比值有 5 /1、5 /0． 5、5 /0． 2、5 /0． 1、3 /1、3 /0． 5、3 /0． 2、3 /0． 1 以及无 B 的 Al-Ti 合金等。针对不同的铝材产品，铝 加工企业会选用不同 Ti、B 含量和 w（ Ti） / w（ B） 比值 的 Al-Ti-B 合金，其中 Al-5Ti-1B 合金线是目前铝加 工企业最受 欢 迎 的 产 品，也 是 目 前 铝 工 业 的 标 准 产 品。从表 1 可见，西班牙 Aleastur 公司生产的 Al-TiB 合金 线 的 Ti 含 量 较 低，w（ Ti） = 4． 01% 。 英 国 LSM 公 司 生 产 的 Al-Ti-B 合 金 线 的 B 含 量 较 低， w（ B） = 0． 28% ，可推断该公司产 品 型 号 为 Al-5Ti0． 2B，而荷兰 KBM 公司和韩国 SLM 公司的产品型 号为 Al-5Ti-1B。
1 试验材料及试验方法
晶粒细化剂为英国 LSM 公司、荷兰 KBM 公司、 西班牙 Aleastur 公司和韩国 SLM 公司生产的 Al-Ti-B 合金线，直径为（ 9． 5 ± 0． 2） mm。对上述 Al-Ti-B 合 金线分别取样，在 JY-ULTIMA2 等离子体发射光谱 仪上进行化学成分分 析。试 样 经 磨 制、抛 光 后，在 DMM-400C 金相显微 镜 上 进 行 组 织 观 察，在 JCXA733 场发射扫描电镜上观察 TiAl3 、TiB2 粒子的形貌 和测量其尺寸大小。
Quality evaluation of overseas Al-Ti-B grain refiners
WANG Shun-cheng1 ，ZHANG Cai-jin1，2 ，QI Wen-jun1 ，ZHENG Kai-hong1 ，LI Jian-xiang3
（ 1． Institute of Materials Processing，Guangdong General Research Institute of Industrial Technology， Guangzhou 510650，China； 2． School of Materials Science and Engineering，South China University of Technology，
Key words： Al-Ti-B grain refiner； chemical composition； microstructure； grain refining
efficiency
Leabharlann Baidu
在铝熔体中添加晶粒细化剂是铝加工企业最常 用的晶粒细 化 方 法，可 显 著 改 善 纯 铝 及 铝 合 金 的 加
表 1 Al-Ti-B 合金线的合金元素质量分数 %
国别 /公司 英国 LSM 荷兰 KBM 西班牙 Aleastur 韩国 SLM
Ti 5． 55 4． 51 4． 01 4． 93
B 0． 28 0． 95 0． 93 1． 07
Fe 0． 12 0． 14 0． 14 0． 24
Si 0． 096 0． 097 0． 097 0． 135
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2011，Vol． 39，№6
国外几种 Al-Ti-B 晶粒细化剂的质量评价
王顺成1 ，张彩锦1，2 ，戚文军1 ，郑开宏1 ，李建湘3
1． 广东省工业技术研究院 材料加工研究所，广东 广州 510650；2． 华南理工大学 材料科学与工程学院， 广东 广州 510641；3． 中山市金胜铝业有限公司，广东 中山 528463）
晶粒 细 化 试 验 材 料 为 工 业 纯 铝 （ w （ Al ） = 99． 7% ） 。试验设备为 7． 5kW 井式电阻炉和石墨坩 埚。将纯 铝 置 于 坩 埚 内 加 热 熔 化，待 铝 熔 体 升 至 720℃ ～ 730℃ 后精炼、搅拌和扒渣，加入质量分数为 0． 2% 的 Al-Ti-B 合金线料，充分搅拌并静置 2 min 后，浇注到置于耐火砖上外径 75 mm、高 25 mm、壁 厚 5 mm 的环状钢模内，凝固后沿试样高度中间部位 锯开，经磨制、抛光并用特强混合酸溶液（ 70 mL HCl + 25 mL HNO3 + 5mL HF） 腐蚀后观察试样宏观晶粒 组织，采用截线法测量晶粒的平均直径。
摘要：采用等离子体发射光谱仪、光学显微镜和扫描电镜，检测分析了英国 LSM 公司、荷兰 KBM 公司、西班牙 Aleastur 公司和韩国 SLM 公司生产的 Al-Ti-B 合金线的化学成分、显微组织和晶粒细化能力，评价了 Al-Ti-B 合金线的质 量。结果表明，荷兰 KBM 公司生产的 Al-Ti-B 合金线的综合质量较好； 英国 LSM 公司生产的 Al-Ti-B 合金线的 TiAl3 相、TiB2 粒子的尺寸较大，TiB2 粒子团聚较严重； 西班牙 Aleastur 公司生产的 Al-Ti-B 合金线的 Ti 含量较低； 韩国 SLM 公司生产的 Al-Ti-B 合金线的 Fe、Si 杂质元素含量较高。研究结果可为铝加工企业选用 Al-Ti-B 晶粒细化剂提 供参考。 关键词：Al-Ti-B 晶粒细化剂； 化学成分； 显微组织； 晶粒细化能力 中图分类号：TG146． 21 文献标识码：A 文章编号：1007 － 7235（2011）06 － 0011 － 04
工性能和提高铝材的质量。Al-Ti-B 是目前铝加工 企业最常用的晶粒细化剂，据报道，世界上大约 75%
收稿日期：2011 － 01 － 10 基金项目：广东省重大科技专项资助项目（ 2009A080205004） 第一作者简介：王顺成（ 1976 － ） ，男，湖南宜章人，副研究员，博士。
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2011，Vol． 39，№6
以上的铝加工企业使用的是直径为 9． 5 mm 的 AlTi-B 合金线［1 － 2］。根据不同的铝材产品，铝加工企 业会选用不同质量的 Al-Ti-B 合金线。生产铝铸件 和建筑铝型材，对 Al-Ti-B 合金线的质量要求较低。 而生产铝箔、易拉罐料、PS 版基等高精铝材产品，则 对 Al-Ti-B 合金线的质量要求较高，要求 Al-Ti-B 合 金线具有优异的晶粒细化能力，TiAl3 相、TiB2 粒子 尺寸细小、分布均匀，Fe、Si 等杂质元素含量低，无金 属和非金属氧化物等夹杂物［3 － 4］。高档 Al-Ti-B 合 金线的生产难度大，目前世界上仅有美国 KBA 公 司、英国 LSM 公司、荷兰 KBM 公司、西班牙 Aleastur 公司、挪威 Hydelko 公司和韩国 SLM 公司等少数公 司掌握［1 － 2］。我国 Al-Ti-B 合金线的生产技术水平 与国外相比尚存在一定差距，表现为 Al-Ti-B 合金线 的 Ti、B 元素含量不稳定，TiAl3 相、TiB2 粒子尺寸、 形貌和分布状态不符合标准，合金纯净度差等，导致 国内使用的高档 Al-Ti-B 合金线部分仍需依赖进口。 我们对英国 LSM 公司、荷兰 KBM 公司、西班牙 Aleastur 公司和韩国 SLM 公司生产的 Al-Ti-B 合金线 的化学成分、显 微 组 织 和 晶 粒 细 化 能 力 进 行 检 测 分 析，评价了 Al-Ti-B 合金线的质量，目的是为铝加工 企业选用 Al-Ti-B 晶粒细化剂时提供参考。
V 0． 060 0． 087 0． 051 0． 009
注： 其他元素质量分数单个不大于 0． 03% ，合计不大于 0． 10% ， 余量为 Al。
针对不同的铝材产品，为了避免因铝熔体发生 二次污染而影响产品质量，铝加工企业对 Al-Ti-B 合 金中的 Fe、Si 等杂质元素的含量都有明确的要求，其 中生产铝箔、易拉罐料、高档 PS 版基等高精铝材产 品对 Al-Ti-B 合金的纯净度要求较高，要求 Al-Ti-B 合金中的 Fe、Si 等杂质元素含量较低。从表 1 可见， 韩国 SLM 公司 Al-Ti-B 合金线的 Fe、Si 杂质元素含 量较高（ w（ Fe） = 0． 24% ，w（ Si） = 0． 135% ） ，但 V 元 素含量较低（ w（ V） = 0． 009% ） 。英国 LSM 公司、荷 兰 KBM 公司和西班牙 Aleastur 公司的 Al-Ti-B 合金 线的 Fe、Si 杂质元素含量均较低（ w（ Fe） = 0． 12% ～ 0． 14% ，w （ Si） = 0． 096% ～ 0． 097% ） ，但 w （ V） = 0． 051% ～ 0． 087% 。值得注意的是，除韩国 SLM 公 司的 Al-Ti-B 合金线的 Fe、Si 杂质元素含量较高外， 英国 LSM 公司、荷兰 KBM 公司和西班牙 Aleastur 公 司的 Al-Ti-B 合金线的 Fe、Si、V 杂质元素含量均远
B grain refiners of LSM，KBM，Aleastur and SLM were investigated by ICP，OM and SEM． The qualities of Al-Ti-B grain refiners were evaluated． Results show that the comprehensive quality of Al-Ti-B grain refiner of KBM is the best． The size of TiAl3 ，TiB2 in Al-Ti-B grain refiner of LSM is bigger than that of KBM，Aleastur and SLM． The content of Ti element in Al-Ti-B grain refiner of Aleastur is 4． 01% ，which is not accord with international standard． The content of Fe and Si element in Al-Ti-B grain refiner of SLM are 0． 24% and 0． 135% ， respectively，which is the highest in all Al-Ti-B grain refiners． The research results give a reference for aluminum processing enterprises to choose Al-Ti-B grain refiner．