变形处理对Al-Ti-C-B中间合金微观组织及其晶粒细化能力的影响(2)
2.3.3 变形样品组织观察 7
2.3.4 熔融细化实验 8
3 实验结果分析 9
3.1 Al-2.2Ti-0.55C-B中间合金的微观组织观察 9
3.2 变形对Al-Ti-C-B中间合金微观组织的影响 10
3.2.1 冷轧对Al-Ti-C-B中间合金的影响 10
3.2.2 高倍镜下各组样品的微观组织分析 10
3.2.3 变形对Al-Ti-C-B中间合金组织影响的总结 12
3.3 变形对Al-Ti-C-B中间合金晶粒细化能力的影响 12
3.4 Al-Ti-C-B中间合金微观组织和细化效果的分析 16
3.4.1 对中间合金微观组织和细化效果的分析16
3.4.2 对中间合金细化效果影响因素的总结分析18
结论 19
致谢 20
参考文献 21
1 绪论
1.1 铝及铝合金的介绍
铝及铝合金是一种轻质且具有许多独特优点的金属。它的强度高、易成型、价格优廉等优点使铝的应用非常广泛，中国铝消费的增加速度居世界首位。铝不仅在民用工业中运用广泛，在军事工业中也都有着广泛的应用和广阔的发展空间，其地位是其它材料所不能替代的，这也使得人们对铝合金的性能有了更高的要求。
铝及铝合金应用的增加使人们对铝及其合金的性能,尤其是强度、韧性等综合性能提出了更高的要求,而控制铝合金的组织是提高铝材性能的关键。晶粒细化和颗粒复合增强是当今提高材料性能、开发先进材料的重要手段[1,3]。众所周知，一种材料的晶粒的大小和均匀性对材料的强度、任性影响很大，晶粒较小且均匀的材料其强度等性能更好，所以铝及铝合金晶粒的细化是当下所需要做的。铝及铝合金晶粒细化的方法有很多，快速凝固法、超声波振动、电磁作用、加入细化剂等是较为常见的晶粒细化方法，由于添加晶粒细化剂的方法简便而有效，因而在工业生产中添加晶粒细化剂的方法占有着主导地位，也是当前研究的重点，有着广阔的发展前景。
1.2 铝合金细化剂的发展及研究现状
1.2.1 铝合金细化剂的发展
1.2.2 铝合金细化剂的研究现状
1.3 铝合金细化剂的细化原理
细等轴晶粒结构能提高铸件多种性能，例如表面质量特性，改善消除缩松，减少热裂和充模时间。很长一段时间，铸造结构的晶粒细化在实际中的应用都是通过在铸造过程中将孕育剂添加在熔体中来实现的[1-5]。关于晶粒细化机制的理论主要有相图理论、包晶反应理论、硼化物理论、碳化物硼化物粒子理论、TiC核心理论、相图和粒子双重理论、晶体分离理论、原子结构理论及相图粒子理论等。其中的包晶反应理论,硼化物粒子理论,包晶残核理论,双形核理论是比较具有代表性的[6]。
而铝合金细化剂能有细化作用是因为将其加入熔体中后会形成足够数量的有效外来晶核分布在溶体中,在铝凝固时发挥形核核心的作用。形核核心的增多能控制晶粒的长大，从而达到细化晶粒的目的。
由于我此篇文中实验所用材料为多元铝合金Al-Ti-C-B，因此以多元合金细化剂的原理作为说明释例。多元合金细化剂中含有一种或多种第二相粒子，例如Al-Ti-B合金中一般含有TiB 和TiAl ，Al-Ti-C含有的粒子为TiC和TiAl ，而Al-Ti-C-B则含有TiB 、TiC、TiAl 三种粒子组成的，这三种粒子都是 -Al潜在的形核核心。这些第二相粒子部分能在铝熔体中成为形核核心，从而细化晶粒。
Al-Ti-B合金细化剂目前在工业方面应用较为普遍，细化效果较好，但TiB 粒子在铝溶液中以聚集、沉淀，导致细化效果衰退，而TiB 粒子尺寸过大对细化效果也有很多不良影响。对于含Zr、Cr的铝合金，Al-Ti-B细化剂会发生TiB 粒子“中毒”而不能细化。后续研究出来的细化剂Al-Ti-C合金，其起细化作用的TiC粒子细化效果很好，不会出现粒子聚集和“中毒”现象，但TiC粒子粒子容易与铝熔体发生反应生成Al C ，使得细化效果衰退很快。其上两种均有缺陷，虽然工业上仍在使用，但人们一直想找到一种能克服这两种合金缺陷的细化剂，即对Al-Ti-C-B合金的细化效果的研究[5]。