Al-Ti-C晶粒細化劑合成過程C-Al界面潤濕與反應(yīng)行為.pdf

1、與Al-Ti-B相比，Al-Ti-C具有更加優(yōu)異的晶粒細化效果。但由于鋁液對C的潤濕性差，使其合金化困難，難以實現(xiàn)Al-Ti-C細化劑的工業(yè)化生產(chǎn)與實際應(yīng)用。本文針對Al-Ti-C晶粒細化劑合成過程中的本質(zhì)問題—Al/C界面間潤濕與反應(yīng)行為，重點研究Al-Ti-C晶粒細化劑合成反應(yīng)過程中的組織形成機制，及合成參數(shù)對其組織演變規(guī)律的影響，并通過對Al-Ti-C晶粒細化劑細化機理以及細化衰減機制等的實驗研究與細化性能驗證，優(yōu)化液-固反應(yīng)法制

2、備Al-5Ti-0.25C中間合金的相關(guān)條件，解析合成機制。研究工作的主要成果和結(jié)論如下：
　　 （1）設(shè)計制造了用于界面潤濕與反應(yīng)研究的座滴式潤濕裝置和氣體保護的反應(yīng)裝置。座滴式潤濕裝置，通過真空條件和特殊結(jié)構(gòu)設(shè)計，能夠消除氧化膜對Al/C界面潤濕性的不良影響，實現(xiàn)了潤濕過程的直接觀察和對潤濕參數(shù)的準確測量；氣體保護反應(yīng)裝置，用于Al/C界面反應(yīng)行為的研究。
　　 （2）在熔劑輔助潤濕條件下，實現(xiàn)了Al/C界面的潤濕。

3、研究中發(fā)現(xiàn)隨著鈦含量的增加和溫度的升高，以及潤濕劑的KF/AlF3比值的升高，反應(yīng)體系中的界面張力減小，Al/C界面的潤濕性提高。
　　 （3）在熔劑輔助潤濕的反應(yīng)體系中，K2TiF6鹽在潤濕劑中的比例存在一個定值，高于這個值時，TiAl3向熔融的潤濕劑中擴散，兩者發(fā)生乳化現(xiàn)象，呈現(xiàn)乳化態(tài)。
　　 （4）K2TiF6在一定溫度下分解釋放出活性Ti，在熔劑中擴散到石墨的表層，并與其反應(yīng)生成TiC顆粒。
　　 （5）

4、細化實驗時的最優(yōu)化工藝參數(shù)為：細化時間為5～10min;細化劑添加量合理值為0.2％；保溫溫度為710℃。
　　 （6）α-Al可以在TiC粒子團表面直接形核；當(dāng)形核粒子一定的情況下，Al熔體中Ti含量是決定α-A1長大速度的主要因素，Ti含量較低時，表現(xiàn)為其抑制作用較小，且使TiCx的形核活性不足，容易形成柱狀晶組織，而Ti含量較高時，其抑制作用會使部分α-Al不能自由生長，最終形成粗大的等軸晶組織。
　　 （7）細化