文档介绍：学校代码 10530 学号 200910081434
分类号 密级
硕士学位论文
亚快速凝固 Al-Ti 中间合金组织
及其晶粒细化效果研究
学位申请人李涛
指导教师王建华教授
学院名称机械工程学院
学科专业材料科学与工程
研究方向相平衡与合金热力学
二○一二年五月十八日
Study on the master alloys prepared by
sub-rapidly solidified technology
Candidate Li Tao
Supervisor Professor Wang Janhua
College School of Mechanical Engineering
Program Material Science
Specialization Phase Equillibrium and Alloy Thermodynamic
Degree Master of Engineering
University Xiangtan University
Date 2012-5-18
湘潭大学
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作者签名: 日期: 年月日
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作者签名: 日期: 年月日
导师签名: 日期: 年月日
湘潭大学硕士学位论文摘要
摘要
金属及合金的晶粒细化能给材料带来很好的综合机械性能。通过添加少量中
间合金能显著细化合金晶粒组织,操作简单的化学细化晶粒方法在工业上得到广
泛应用。目前广泛应用的 Al-10Ti 和 Al-5Ti-1B 中间合金受其制备方法的限制,
合金中形核粒子 Al3Ti 颗粒粗大、分布不均且以长条状为主。导致其细化能力有
限,远不能满足更高细化性能的要求。虽然国内生产的中间合金在成分上与国外
同种产品相比并无区别,但其细化能力却有很大差异,究其原因在于中间合金中
形核粒子显微特征的差别。因此,改善 Al-Ti 中间合金中形核粒子 Al3Ti 相的尺
寸和形态很有研究意义和实用价值。
本文利用铜模压铸快速冷却方法制备了亚快速凝固 Al-Ti 中间合金,并对亚
快速凝固 Al-Ti 中间合金进行重熔实验,采用扫描电镜、光学显微镜研究了亚快
速凝固和重熔 Al-Ti 中间合金的显微组织及其演变规律。随后,采用亚快速凝固
Al-Ti 中间合金对铝和铝合金进行了晶粒细化处理,研究了亚快速凝固 Al-Ti 中
间合金的晶粒细化能力及其细化机理。本论文的研究结果如下:
1、亚快速凝固是一种有效细化 Al-Ti 中间合金组织的方法,细化后 Al3Ti 相颗粒
的尺寸一般能达到 10μm 以下,形状由长条状转变为细小的短棒状、块状和花瓣
状。在高于 1200℃熔炼和保温时,随着熔炼温度的升高或保温时间的延长,Al3Ti
相颗粒尺寸减小,其形状因子值增加。最佳的亚快速凝固工艺参数为:对
Al-5Ti-1B 中间合金,T=1250℃,t=30~35min,此时 Al3Ti 相的平均尺寸和值分
别为 ~ 和 ~;对 Al-10Ti 中间合金,T=1300℃,t=30~35min,
此时 Al3Ti 相的平均尺寸和值分别为 ~ 和 ~。
2、亚快速凝固 Al-10Ti 中间合金重熔时,随着重熔温度或保温时间的增加,Al3Ti
相颗粒平均尺寸和形状因子值都有所增加。在固态加热阶段,Al3Ti 相颗粒以脱
溶析出和 Ostwald 熟化两种方式长大;且随着保温时间增加,Al-10Ti 中间合金
中 Al3Ti 相颗粒尺寸增加缓慢;在固液两相区加热重熔初期,Al3Ti 相颗粒以
Ostwald 熟化和合并生长两种方式长大,而在重熔后期,Al3