论文摘要
本文通过氟盐法和钛颗粒法两种制备工艺制备了不同Ti/B的Al-Ti-B细化剂,并对铝硅合金进行了细化对比实验。通过XRD、扫描电镜（SEM）分析了细化剂的相组成及其形貌和分布的变化规律。利用光学体视镜和扫描电镜（SEM）对细化后的铝硅合金组织进行了观察,并通过INSTRON-5500R电子万能材料测试机对细化后的铝硅合金进行力学性能测试,综合分析自制Al-Ti-B细化剂的细化效果。两种方法制备的不同Ti/B的Al-Ti-B细化剂分析结果表明,随Ti/B的减小,Al-Ti-B细化剂中TiAl3相由块状逐渐向片状转变,尺寸逐渐减小,体积分数逐渐减少,TiB2相逐渐增加。钛颗粒法与氟盐法相比变化更明显。通过细化对比实验得到氟盐法制备Al-3Ti-1B细化剂具有最好的细化效果,对Al7Si合金细化后晶粒约大小为0.57mm2,二次枝晶间距在28μm左右,抗拉强度约为142MPa,屈服强度约为55.4MPa,延伸率约为6.6%。本文通过热力学与动力学分析得到,当温度T≤1608.63℃时,TiB2在铝熔体中是稳定存在的;当T≤886.87℃时,铝熔体中稳定存在TiB2和TiAl3相。本文研究了制备工艺参数对Al-3Ti-1B细化剂的影响,并通过正交实验对各工艺参数进行了优化,其中工艺参数包括:保温温度、保温时间、冷却方式。结果表明:保温温度780℃,保温时间30min,采用铁冷铁激冷工艺制备的Al-3Ti-1B细化剂具有最好的细化能力。经工艺优化后,自制的Al-3Ti-1B细化剂与LSM公司进口的Al-5Ti-1B细化剂相比,细化后Al7Si合金的抗拉强度提高5.49%,屈服强度下降0.39%,而延伸率有了明显提高,提高19.17%。数学模型计算和实验结果分析表明,自制的Al-3Ti-1B细化剂在两个小时以内仍具有良好的细化能力;同时自制的Al-3Ti-1B细化剂和进口的Al-5Ti-1B细化剂对ZL101合金进行细化对比实验,结果表明自制的Al-3Ti-1B细化剂对壁厚的敏感性减弱。