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本文在分析了国内外自Cibula提出“碳化物”理论以来,TiC细化Al-Si合金的研究成果,尤其是九十年代至今的国外学者关于TiC细化的实验及理论基础上,提出一种新的C的加入方式,以期直接在Al-Si合金中获得可以细化晶粒的TiC颗粒。在此基础上,进一步加入Al-Si合金的长效变质元素Sr,同时达到改变Si形貌的目的。 温度(720℃~900℃)及加入方式对C、Ti加入及形成TiC颗粒有很大的影响。研究发现在这个温度范围内,温度越高C越容易加入,但总的加入量仍然很少。在改用旋转喷头加入C后,即使在720℃,也可以获得较多的TiC,并且AlTi10中间合金也更容易溶解于Al-Si合金中。另外,还发现C、Ti加入后,Al-Si合金的共晶点及初生α相也发生了变化。 Sr是Al-Si合金的长效变质剂。在加入C、Ti后,加入Sr并未发现Sr有任何毒化现象,仍然具有良好的变质效果。Sr的加入量过多(0.02%~0.04%)后,反而出现吸气现象,导致形成孔洞缺陷,我们认为这是游离态Sr破坏了Al-Si合金的致密氧化膜所致。在Sr加入量为0.02%时,共晶硅可以变为颗粒状,大大提高了合金的延伸率。另外,Sr还显著提高了初生α相的数量。 通过对CCl4、C、Cl2、TiC、Al4C3及TiAl3的热力学分析,阐述了CCl4在Al-Si合金液中的分解过程,讨论了CCl4分解出来的C进一步与Al-Si合金中游离的Ti原子结合形成TiC的可能性。通过计算表明,在Ti浓度超过1%后,TiC比Al4C3及TiAl3更加稳定。