Al-Ti-B-O復合細化劑的細化機理研究.pdf

1、Al-Ti-B-O細化劑是Al-Ti-B細化劑和Al2O3顆粒的結合，為探究Al-Ti-B-O細化劑的細化機理，可以先分別研究Al-Ti-B細化劑和Al2O3顆粒對Al合金的細化機理。由于Al-Ti-B細化劑的細化機理已經(jīng)比較成熟，因此本文先重點研究了Al2O3顆粒對Al-Si合金的細化機理，再結合成熟的Al-Ti-B細化劑細化機理對Al-Ti-B-O細化劑的細化機理進行了分析。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴利用半固態(tài)機械攪拌+陶瓷

2、刀剪切法向Al-7Si合金中加入1wt.％的SiO2粉末，通過原位反應法制備Al2O3顆粒增強Al-8Si基復合材料。利用金相顯微鏡(OM)、掃描電鏡(SEM)觀察Al2O3顆粒的大小、分布及Al-8Si合金的組織特征并檢測了合金的晶粒大小。結果表明，通過螺旋攪拌槳形成的渦流可以將外加粉末帶入基體，同時也會吸入大量氣體，帶入的粉末往往以團聚的形式存在，而螺旋攪拌槳無法將這些團聚的粉末分散開。由于添加了陶瓷刀剪切工藝，難以分散的細小SiO

3、2顆粒被剪切而分散開，在晶界處均勻分布。同時，復合材料中的α-Al晶粒轉變?yōu)榧毿〉牡容S晶，而Al2O3顆粒周圍的共晶Si向細小的塊狀轉變。⑵通過半固態(tài)機械攪拌+陶瓷刀剪切向Al-8Si合金中加入了不同尺寸和質(zhì)量分數(shù)的γ-Al2O3顆粒。結果表明，相同添加質(zhì)量分數(shù)下，小尺寸的γ-Al2O3顆粒在基體內(nèi)分布范圍更廣，細化共晶相的能力更強，但團聚比大顆粒的γ-Al2O3顆粒嚴重。相同顆粒尺寸下添加1wt.%的γ-Al2O3顆粒最有利其在基體內(nèi)

4、的分散，添加量過多會造成嚴重的團聚現(xiàn)象。同時，添加的γ-Al2O3顆粒越大，對合金α-Al晶粒的細化效果越差，小尺寸的γ-Al2O3顆粒有利于α-Al晶粒的細化；添加1wt.%的γ-Al2O3顆粒最有利于細化α-Al晶粒。⑶通過向Al-8Si合金中加入不同質(zhì)量分數(shù)的Al-5Ti-1B細化劑和Al-5Ti-1B-6O復合細化劑，發(fā)現(xiàn)都有一個最佳添加量，達到最佳添加量時細化效果最好，超過最佳添加量時細化效果不變。兩種細化劑最佳添加量都是0.