1、鋁及其合金目前廣泛應(yīng)用在工業(yè)生產(chǎn)及日常生活的各個(gè)方面，在國(guó)家建設(shè)中是最重要的一類(lèi)金屬材料。通過(guò)晶粒細(xì)化提高鋁材的綜合性能，對(duì)延長(zhǎng)鋁合金使用壽命及擴(kuò)大其使用范圍都起到重要作用。細(xì)化劑是細(xì)化鋁合金晶粒最為簡(jiǎn)單有效的方法。目前，細(xì)化劑的應(yīng)用技術(shù)不成熟且細(xì)化效果不穩(wěn)定，有必要對(duì)細(xì)化劑的制備工藝及細(xì)化機(jī)理作進(jìn)一步研究。
　　本課題采用放熱彌散法（XD）原位合成 Al-TiO2-C鋁合金晶粒細(xì)化劑，并進(jìn)行晶粒細(xì)化實(shí)驗(yàn)。主要研究了TiO2含量、

2、燒結(jié)速率、添加量及保溫時(shí)間、稀土含量等對(duì)工業(yè)純鋁細(xì)化效果的影響。分別利用OM、SEM、XRD和EDS等分析方法研究了不同條件下細(xì)化劑的微觀組織，并使用KBI環(huán)模法以及截線法對(duì)細(xì)化效果進(jìn)行分析。結(jié)果表明：
　　Al-TiO2-C細(xì)化劑析出相由 Al3Ti、Al2O3和TiC相組成。TiO2含量對(duì)Al-TiO2-C細(xì)化劑的微觀組織及細(xì)化效果影響顯著。當(dāng)TiO2含量為8-12wt％時(shí)，Al-TiO2-C細(xì)化劑組織中 Al2O3及 TiC

3、數(shù)量相對(duì)增多且分布相對(duì)彌散，Al3Ti內(nèi)包裹有大量的 Al2O3及TiC顆粒，這些顆粒將Al3Ti分割呈小塊狀。具有這種組織的Al-TiO2-C細(xì)化劑具有相對(duì)較好的晶粒細(xì)化效果。當(dāng) TiO2含量為12wt%時(shí)，可將工業(yè)純鋁的晶粒尺寸細(xì)化到約140μm。
　　在一定范圍內(nèi)，升溫速率對(duì)Al-TiO2-C細(xì)化劑的組織及細(xì)化效果有較大的影響。當(dāng)升溫速率在40-50℃/min之間時(shí)，Al-TiO2-C細(xì)化劑組織中幾乎沒(méi)有針狀A(yù)l3Ti存在，

4、 Al3Ti全部變?yōu)閴K狀，Al2O3及 TiC分布相對(duì)彌散。升溫速率在40-50℃/min之間時(shí)Al-TiO2-C細(xì)化劑具有相對(duì)較好的晶粒細(xì)化效果。
　　本文制備的Al-TiO2-C晶粒細(xì)化劑，在一定范圍內(nèi)，細(xì)化效果隨添加量的增大而變好。當(dāng)添加量為0.3%時(shí)，Al-TiO2-C晶粒細(xì)化劑細(xì)化效果達(dá)到最好。繼續(xù)增大細(xì)化劑的添加量，細(xì)化效果沒(méi)有明顯提高。細(xì)化劑加入后的保溫時(shí)間對(duì)細(xì)化效果也有很大的影響。本文制備的Al-TiO2-C晶粒細(xì)

5、化劑在保溫10min時(shí)基本就達(dá)到最佳細(xì)化效果，在保溫30min和60min時(shí)細(xì)化效果保持不變。在120min時(shí)出現(xiàn)輕微的細(xì)化衰退現(xiàn)象。
　　中間合金成分不同，所含第二相顆粒不同，對(duì)工業(yè)純鋁的細(xì)化效果也不相同。Al2O3及TiC不僅能單獨(dú)形核細(xì)化晶粒，Al2O3及TiC的存在對(duì)改變Al3Ti的形態(tài)，提高Al3Ti的細(xì)化效率也起重要作用。Al-TiO2-C細(xì)化劑由于含有Al2O3及TiC顆粒，針狀A(yù)l3Ti全部轉(zhuǎn)變?yōu)閴K狀。Al-TiO

6、2-C中間合金比Al-Ti、Al-TiO2和Al-Ti-C中間合金細(xì)化效果都好。
　　稀土 La2O3對(duì)改善 Al-TiO2-C細(xì)化劑的細(xì)化效果有重要作用。本文制備的Al-TiO2-C-La細(xì)化劑由Al3Ti、Al2O3、TiC和Al20Ti2La相組成。稀土La2O3的加入量不同，Al-TiO2-C-La稀土細(xì)化劑的組織及細(xì)化效果也略有差異。當(dāng)稀土La2O3的含量為0.2%時(shí)，Al3Ti大部分為塊狀，組織中Al2O3和TiC顆粒