韩延峰，张瀚龙，徐 钧，张 佼，孙宝德,3

(1. 上海交通大学材料科学与工程学院，上海 200240)(2.上海交通大学 上海市先进高温材料及其精密成形重点实验室，上海 200240)(3. 上海交通大学 金属基复合材料国家重点实验室，上海 200240)

1 前 言

在金属及合金的生产流程中，凝固过程会对材料后续的制造加工产生关键性遗传影响，细化合金铸坯凝固组织晶粒尺寸可以有效抑制疏松、降低热裂倾向、提高组织均匀性，从而改善其后续加工及最终使用性能。目前，通常采用向铝熔体中添加Al-Ti-B或Al-Ti-C系细化剂实现高品质铝合金凝固组织异质形核细化[1, 2]。异质形核晶粒细化包括形核及随后的生长两个阶段，与已有的成熟理论模型描述生长过程相比，对异质形核过程的研究还不充分，形核控制一直是凝固领域的重要问题之一。

Al-Ti-B系中间合金最常见的制备方法是氟盐反应法，即在1073 K下向Al熔体中引入K2TiF6和KBF4两种氟盐，经过1 h左右的充分反应可以制得含有硼化物、铝化物的Al-Ti-B系中间合金[1, 3]。控制氟盐的投入比和反应时间，可以制得不同成分配比的Al-Ti-B系列中间合金，典型的如Al-5Ti-1B和Al-3Ti-3B。Al-Ti-B系列中间合金加入铝熔体中会释放出大量硼化物粒子，如TiB2、AlB2等，这些粒子将成为铝熔体异质形核的核心，促进铝熔体异质形核，从而细化铝合金晶粒尺寸。不同成分配比的Al-Ti-B中间合金对不同种类的铝合金有不同的细化效果。大量研究表明[1, 2]，Ti, B质量比大于2.2的Al-Ti-B中间合金，如Al-5Ti-1B，对工业纯铝及低合金含量铝合金有优异的细化效果，但对铸造铝硅合金的细化效果却并不理想。……