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超声场下AlTiC的合成及新型Al-Mg-Si系合金的研究

李黎

  针对目前国际上对于低成本 AlTiC 中间合金细化剂的迫切需求及传统制备办法中存在的问题,本文采用新的思路,在制备过程中引入超声场,以 99.7%工业纯铝、石墨和工业氟钛酸钾为主要原料,在低温下快速合成 TiC 粒子,并意图通过超声场的空化效应和声流效应影响 AlTiC 的组织,以实现促进细化剂合成过程和改善 TiC 团聚程度的双重目的。对经同一工艺条件制备的细化剂,用JSM-6301 场发射扫描电镜对合成反应各阶段的 AlTiC 中间合金样品进行了显微组织观察和 EDS 能谱分析,并与未经过超声处理的样品进行了对比分析;将AlTiC 中间合金细化剂添加到 99.8%纯铝中,并进行晶粒细化效果和形核核心的对比观察。在 TiC 合成热力学条件和动力学机制研究的基础上,本文使用扫描电镜和透射电镜观察了TiC 粒子在制备过程中不同阶段的形态,并提出证据证明 K_2TiF_6与石墨在铝液中直接反应是 TiC 粒子的主要生成机制。在超声场制备 AlTiC 中间合金的基础上,本文通过成分控制和组织控制不断探索具有理想细化效果的合金制备工艺。成分控制是组织控制的基础,其中 C的加入是成分控制中最困难也是最关键的一步,它成为 AlTiC 中间合金制备以及推广应用的最大制约因素。通过改变石墨的原始粒度和添加量,研究了这些因素对中间合金组织和细化性能的影响。通过添加 Mn、Cr 等元素,制备出多种 Al-Mg-Si 系合金;并获得了此系列自制合金的力学性能;用透射电镜研究了 Mg、Si、Mn 和 Cr 等元素对本系列Al-Mg-Si 合金组织和性能的影响;测定出 β相和锰铬析出物的晶体结构,并初步探讨了 β相的析出机制。……   
[关键词]:AlTiC;超声场;TiC;晶粒细化;Al-Mg-Si系合金
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:清华大学2005年