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稀土含量对铝中间合金组织和性能的影响

发布时间:2012/12/19 14:07:04
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  晶粒细化是提高材料强韧性的重要手段之一。随着铝制品在航空航天、汽车等工业领域的深入应用,获得细小均匀的铸态组织,对其后续的深加工具有很重要的意义,而向铝熔体添加中间合金获得细小均匀的组织是目前生产中zui简便和常用的方法。传统中间合金Al-Ti-B在细化铝制品时,TiB2粒子会偏聚、沉淀,导致出现针孔、破裂等缺陷。针对这些问题,近年来,国内的研究人员通过在Al-Ti-B的基础上加入稀土元素,发现可以减少TiB2聚集倾向,同时也大大延长了其细化衰退时间,但缺乏对机理的统一认识。本文通过研究稀土含量的变化对Al-Ti-B-RE中间合金的金相组织及其细化效果的影响,探索其细化机理,为生产、稳定、成本较低的细化剂提供依据。
  
  选用质量分数为99.7%的工业纯铝、99%的工业钛粉、分析纯氟硼酸钾(KBF4)、混合稀土等为原材料,在SG-7.5-10型坩埚电阻炉(7.5kW)中,将预先称好的纯铝放入石墨坩埚内熔化,在820℃时混合加入KBF4、纯钛粉、稀土合金(Al-10%RE),在800℃静置40min,其间需要连续的强力搅拌,在750℃时浇铸出不同稀土含量的Al-Ti-B-RE中间合金。添加稀土的含量分别为0.5%、1.0%、1.5%、2.0%。
  
  在铝中间合金中添加稀土元素,合金中的物相主要为Al3Ti、TiB2和Ti2Al20Ce;添加适量的稀土元素能提高中间合金的细化效果;当稀土含量达到1.0wt%时,中间合金的组织较好,第二相粒子以球状和细小块状为主,尺寸均匀,弥散分布在α-Al基体上。在对纯铝的细化效果中,稀土含量为1.0wt%的中间合金,平均晶粒尺寸达到79.34μm,细化效果。

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