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不同细化剂对铸造合金材料的合金晶粒尺寸的影响

细化剂是合金材料生产一种重要添加剂,微量细化剂对合金材料能够提高中间合金的细化效果。合金材料含量超过一定值后,中间合金的细化效果随合金材料含量的增加而减弱。当合金材料含量增加到一定值后,合金材料在熔体中的活度增加,通过与Ti元素反应消耗掉熔体中过剩的Ti元素,从而削弱了晶粒细化效果。A1-Ti-B和AI-Ti-C三元中间合金的细化效果远远好于A1-Ti二元中间合金的细化效果。TiB2或TiC粒子的存在会显著提高Ti元素的细化效果,这说明,A1-Ti-B和A1-Ti-C中间合金的细化效果依赖于过剩的Ti元素以及TiB2或TiC粒子的存在两个条件。

电热合金


Cr、Zr、Mn、V等元素的合金会对Al-Ti-B中间合金产生细化效果减退现象,对中间合金产生细化效果减退效应的合金材料会偏聚在TiB2或TiC粒子的周围,并与Ti元素发生反应,改变了TiB2或TiC粒子的表面物理化学特性,使TiB2或TiC粒子的表面活性降低,与合金材料熔体界面相容性变差,α-Al在其表面形核的形核功增加,晶粒细化效果减退。


人们在原有的Al-Ti-B中间合金中加入稀土元素。稀土元素不仅可以起到变质和精炼的作用,并且可以降低合金材料熔体的表面张力, 改善合金材料液对硼化物的润湿性,在一定程度上减小TiB2的沉淀现象。并且Al-Ti-B-RE具有长效性,减缓了细化剂的衰退时间,具有较好的应用前景。

电热合金

B是间隙元素,在合金材料中能形成硼化物。合金材料中添加B元素不仅可以提高合金的弹性模量,而且硼化物颗粒的形成具有细化晶粒的效果,但B元素的含量不宜过高,否则会导致生成的硼化物在液固界面前沿晶界层聚集。C可完全固溶于合金材料合金中,形成细小的TiC 颗粒,限制了原始β 晶粒的尺寸,同时也增加了形核质点,从而达到细化晶粒的效果,另外TiC 颗粒在合金中作为二次相还改善了合金的性能。


Y元素可在含Al合金材料中相间界析出弥散的YAl2化合物从而细化晶粒。Si可扩展成分过冷区域,从而细化原始β相。1.0wt.%的溶质元素在合金材料合金中的m(k-1)计算值


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