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采用中频感应炉和铝液加入到石墨粉与钛氟酸钾的混合物中的方法制备Al-Ti-C晶粒细化剂,并检验了Al-Ti-C晶粒细化剂对工业纯铝的晶粒细化能力。Al-Ti-C晶粒细化剂是铝及铝合金晶粒细化领域最具潜力的一种细化剂,对提高铝及铝合金铸件质量有重要意义。实验中,通过OM、SEM-EDS、EPMA等检测手段,研究了碳源的选择、石墨的加入方式、反应温度以及保温温度对Al-Ti-C晶粒细化剂组织、结构的影响。在检测对工业纯铝的晶粒细化效果实验中,研究了Al-Ti-C晶粒细化剂中的Ti/C比、中间合金添加量、保温时间、浇铸温度等对工业纯铝晶粒细化效果的影响,并与英国进口和国内某厂生产的Al-Ti-B晶粒细化剂的细化效果进行了比较。研究结果表明,采用本文的工艺,原料在850℃时加入,并在1100℃温度下保温10min,能制备出性能良好的Al-Ti-C晶粒细化剂。用该工艺制备的Al-Ti-C中间合金对工业纯铝的细化效果优于进口和国产的Al-Ti-B晶粒细化剂。采用该工艺制备出了多种成分和不同Ti/C比的Al-Ti-C晶粒细化剂,如Al-6Ti、Al-5Ti-0.25C、Al-5Ti-0.02C、Al-8Ti-2C、Al-8Ti-0.4C、Al-12Ti-0.45C等,研究了Al-Ti-C晶粒细化剂制备过程中TiC和TiAl3组成相的形成机理,分析了该化合物形成的热力学条件,并提出了TiC的生长动力学模型,此外,对Al-Ti-C三元相图进行了研究并探讨了TiC对α-Al的异质形核作用和晶粒细化机理。研究结果表明,铸态的Al-Ti-C中间合金中有大量长条状和块状的TiAl3以及大量细小的TiC颗粒,而且TiC颗粒均匀分布在基体上。通过对制备实验、细化实验结果的分析,发现A1-Ti-C晶粒细化剂在细化铝及铝合金时,单独的TiC和TiAl3只能起有限的细化作用,TiC与TiAl3的结合是实现纯铝高效细化的必要条件。