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.468 北京科技大学学报 第29卷 发生再结晶之后，为了保持骑变能最小的稳定 又要兼顾挤压过程的可行性，需要在现有条件的基 状态，TB2仍然分布在晶界上，而热挤压过程使晶 础上，对挤压温度、挤压比等参数做调整，使得工艺 粒大大减小，TB2的分布也就显得更加均匀弥散， 得到进一步优化 由图4，在TB2颗粒大小、形貌没有变化的情况下， (3)加入稀土元素，稀土元素可以阻碍TB2团 其分布发生了很大变化 聚，而且弥散分布在TiA3周围，阻碍TiA3生长，从 可见，由于中间合金铸态棒材在变形过程中发 而减小其尺寸·加入稀土元素以后，组织变化 生再结晶，晶粒比铸态晶粒大大减小，从而使分布在 如图6，可见，加入稀土元素之后TiAl3尺寸明显减 晶界上的TB2趋于弥散分布，聚集在一起的颗粒集 小，而且表面变得平滑，TB2分布比较分散，团聚现 团大大减少.同时在挤压过程中，TiAl3形状改变、 象大大较少，另外，加入稀土元素，可以提高铝液黏 尺寸减小，从而延缓下沉过程.如果使棒材在挤压 度.以上两个因素都使得TiAl3和TB2在铝液中的 过程中充分发生再结晶，使晶粒更加减小，TB2分 下沉速度减小，傅高升山等人已经通过实验证明 布更加弥散，颗粒下沉速度大大减小，就会进一步提 Al3Ti1B1RE细化剂比Al5Ti1B很大程度上延长细 高细化效果，减少细化衰退，如何得到最优的组织， 化作用时间，正是由于稀土延缓了第二相颗粒的聚 20m 20m (a)Al5TilB (bA15T元1B0,5RE 图6稀土对A一B中间合金的组织影响 Fig-6 Effect of rare earth on the microstructure of the Al-Ti-B master alloy 集、沉淀 粒的沉淀速度 目前，稀土在A一TiB中间合金中的最佳添加 量，以及RE和Ti,B元素的相互作用，将会对晶粒 参考文献 细化效果和长效性造成的影响还需做进一步的研 [1]马泗春.材料科学基础.陕西：陕西科学技术出版社，1998.53 究.在A一TiB中间合金铸造过程中添加适量稀 [2]朱正锋，兰晔蜂.铝及合金晶粒细化研究现状及发展趋势，铸 造设备研究，2004,2：52 土元素，再施加合理的挤压工艺，能得到具有理想组 [3]张建新，钟建华.用于铝合金晶粒细化的中间合金研究现状与 织的中间合金细化剂， 分析.铝加工，2002,25(1)：24 3结论 [4]Schneider W A.QuestedT E.Greer A L.et al.A comparison of the family of AlTiB refiners and their ability to achieve a fully e (1)氟盐法制备A15Ti1B中间合金，主要产物 quiaxed grain structure in DC casting /Crepeau P.132nd Annual 为TiAl3和TB2,细化剂在重熔及细化过程中静置， Meeting &Exhibition TMS.The Minerals,Metals &Materials Society.2003 会导致偏析现象.第二相颗粒(TiAl3,TB2)与铝熔 [5]高泽生.铝晶粒细化机理研究进展.轻合金加工技术，1997， 体的密度差造成的沉淀，是细化效果衰退的主要原 25(6):2 因之一 [6]边秀房，刘相法，马家.铸造金属遗传学.济南：山东科学技 (2)将A15Ti1B中间合金棒材挤压成线材，可 术出版社，1999,85 使TiAl3颗粒变形或发生断裂，尺寸减小，分布趋于 [7]马洪涛，李建国，张柏清，等.A一T一B合金的组织分析.中 国有色金属学报，2001,11(5)：802 均匀；同时在变形过程中动态再结晶，使TB2颗粒 [8]朱张校.工程材料.北京：清华大学出版社，2001：110 更加均匀弥散 [9]吴德海，任家列，陈森灿.近代材料加工原理.北京：清华大学 (3)除了加强搅拌外，优化制备过程中的挤压 出版社，1997：178 工艺以及添加适量稀土元素，都可以延缓第二相颗 [10]徐怡，李日升，马进军，等.二硼化钛(TB2)的性能及其应用发生再结晶之后为了保持畸变能最小的稳定 状态TiB2 仍然分布在晶界上而热挤压过程使晶 粒大大减小TiB2 的分布也就显得更加均匀弥散． 由图4在 TiB2 颗粒大小、形貌没有变化的情况下 其分布发生了很大变化． 可见由于中间合金铸态棒材在变形过程中发 生再结晶晶粒比铸态晶粒大大减小从而使分布在 晶界上的 TiB2 趋于弥散分布聚集在一起的颗粒集 团大大减少．同时在挤压过程中TiAl3 形状改变、 尺寸减小从而延缓下沉过程．如果使棒材在挤压 过程中充分发生再结晶使晶粒更加减小TiB2 分 布更加弥散颗粒下沉速度大大减小就会进一步提 高细化效果减少细化衰退．如何得到最优的组织 又要兼顾挤压过程的可行性需要在现有条件的基 础上对挤压温度、挤压比等参数做调整使得工艺 得到进一步优化． （3） 加入稀土元素．稀土元素可以阻碍 TiB2 团 聚而且弥散分布在 TiAl3 周围阻碍 TiAl3 生长从 而减 小 其 尺 寸．加 入 稀 土 元 素 以 后组 织 变 化 如图6．可见加入稀土元素之后 TiAl3 尺寸明显减 小而且表面变得平滑TiB2 分布比较分散团聚现 象大大较少．另外加入稀土元素可以提高铝液黏 度．以上两个因素都使得 TiAl3 和 TiB2 在铝液中的 下沉速度减小傅高升［11］ 等人已经通过实验证明 Al3Ti1B1RE 细化剂比 Al5Ti1B 很大程度上延长细 化作用时间正是由于稀土延缓了第二相颗粒的聚 图6 稀土对 Al－Ti－B 中间合金的组织影响 Fig．6 Effect of rare earth on the microstructure of the Al－Ti－B master alloy 集、沉淀． 目前稀土在 Al－Ti－B 中间合金中的最佳添加 量以及 RE 和 TiB 元素的相互作用将会对晶粒 细化效果和长效性造成的影响还需做进一步的研 究．在 Al－Ti－B 中间合金铸造过程中添加适量稀 土元素再施加合理的挤压工艺能得到具有理想组 织的中间合金细化剂． 3 结论 （1） 氟盐法制备 Al5Ti1B 中间合金主要产物 为 TiAl3 和 TiB2细化剂在重熔及细化过程中静置 会导致偏析现象．第二相颗粒（TiAl3TiB2）与铝熔 体的密度差造成的沉淀是细化效果衰退的主要原 因之一． （2） 将 Al5Ti1B 中间合金棒材挤压成线材可 使 TiAl3 颗粒变形或发生断裂尺寸减小分布趋于 均匀；同时在变形过程中动态再结晶使 TiB2 颗粒 更加均匀弥散． （3） 除了加强搅拌外优化制备过程中的挤压 工艺以及添加适量稀土元素都可以延缓第二相颗 粒的沉淀速度． 参 考 文 献 ［1］ 马泗春．材料科学基础．陕西：陕西科学技术出版社1998：53 ［2］ 朱正锋兰晔峰．铝及合金晶粒细化研究现状及发展趋势．铸 造设备研究20042：52 ［3］ 张建新钟建华．用于铝合金晶粒细化的中间合金研究现状与 分析．铝加工200225（1）：24 ［4］ Schneider W AQuested T EGreer A Let al．A comparison of the family of AlTiB refiners and their ability to achieve a fully equiaxed grain structure in DC casting∥Crepeau P．132nd Annual Meeting ＆ Exhibition T MS．The MineralsMetals ＆ Materials Society2003 ［5］ 高泽生．铝晶粒细化机理研究进展．轻合金加工技术1997 25（6）：2 ［6］ 边秀房刘相法马家骥．铸造金属遗传学．济南：山东科学技 术出版社1999：85 ［7］ 马洪涛李建国张柏清等．Al－Ti－B 合金的组织分析．中 国有色金属学报200111（5）：802 ［8］ 朱张校．工程材料．北京：清华大学出版社2001：110 ［9］ 吴德海任家列陈森灿．近代材料加工原理．北京：清华大学 出版社1997：178 ［10］ 徐怡李日升马进军等．二硼化钛（TiB2）的性能及其应用． ·468· 北 京 科 技 大 学 学 报 第29卷