韩小伟，张瑞英，王 鹏

(内蒙古工业大学 材料科学与工程学院，呼和浩特 010051)

Al-TiO2-C晶粒细化剂对工业纯铝细化效果的影响

韩小伟，张瑞英，王 鹏

(内蒙古工业大学 材料科学与工程学院，呼和浩特 010051)

以TiO2粉、C粉、Al粉为原料，利用放热弥散法制备Al-TiO2-C晶粒细化剂，采用XRD，SEM，EDS等研究不同C与TiO2比例的细化剂的显微组织，并对工业纯铝进行细化实验。结果表明：Al-TiO2-C晶粒细化剂析出相为Al3Ti,TiC和Al2O3。当C与TiO2摩尔比为1∶25～1∶20时，Al-TiO2-C细化剂组织中Al2O3颗粒数量适中且分布相对弥散。当C与TiO2摩尔比为1∶20，该细化剂添加量为0.2%(质量分数)时，可将工业纯铝细化到约142μm，且保温1h未出现细化衰退。

放热弥散法；Al-TiO2-C细化剂；晶粒细化

Abstract： The Al-TiO2-C grain refiners were synthesized by thein-situexothermic dispersion method by using TiO2,C and Al powders as raw materials. The microstructure of Al-TiO2-C refiners with different C/TiO2was investigated by SEM, XRD and EDS. Grain refining test was carried out on industrial pure aluminum. The results show that Al-TiO2-C refiners are composed of Al3Ti,TiC and Al2O3. When the mole ratio of C to TiO2is between 1∶25 and 1∶20, the amount of Al2O3is moderate and its distribution is relatively dispersive. An excellent grain refining performance is obtained when adding 0.2% (mass fraction) Al-TiO2-C refiner with C/TiO2is 1∶20, the average grain size is about 142μm and there is no refining recession when holding 1h.

Keywords：exothermic dispersion method;Al-TiO2-C refiner;grain refinement

晶粒细化在提高铝及其合金质量方面具有重要作用[1,2]。添加晶粒细化剂是提高铝材综合性能最简单有效的方法。晶粒细化剂含有潜在的形核颗粒，加入到铝熔体中抑制柱状晶的长大，从而形成均匀细小的等轴晶[3]。细小晶粒不仅可以减少微观缩孔等缺陷，还可减小第二相的尺寸，最终提高铝材的力学性能[4,5]。目前人们比较常用的细化剂是Al-Ti-B系晶粒细化剂，但Al-Ti-B系细化剂存在一些缺点[6]，如TiB2粒子容易聚集[7]，并且当铝合金中含Zr，Mn等元素时，会失去细化作用，即细化剂“中毒”现象。随后研究者们研发了Al-Ti-C晶粒细化剂[8,9]，并对该细化剂成分设计及细化性能做了大量研究[10]。但有研究证实Al-Ti-C晶粒细化剂细化效果不稳定，抗衰退性能较差。Al-Ti-C晶粒细化剂中TiC粒子细小不容易控制，含量太少时细化效果不显著；若含量过多TiC粒子易偏聚在一起并下沉到熔体底部，起不到细化作用，Al-Ti-C晶粒细化剂并未获得大量推广使用；……