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在综合、分析了前人Al-Ti-C制备成果的基础上,通过理论分析和试验研究,提出了一种制备Al-Ti-C中间合金的新工艺,并对此工艺的最佳工艺条件进行了探索性研究。本文的主要研究结果如下:
采用电解法,成功的制备出了不同钛、碳含量的Al-Ti-C系列细化剂。
实验结果表明:采用该工艺,钛的吸收率在70%左右,碳为50%左右;混料加入及反应温度850℃、反应30分钟为最佳。
通过Al-Ti-C对纯铝的细化实验,得出如下结论:Al-Ti-C在2.5分钟就明显细化,5分钟达到最佳。细化效果能持续100分钟,最佳条件下晶粒平均尺寸为150μm左右,与Al-Ti-B相比,效果明显优越。系列成分的细化剂中Al5.14Ti0.28C的细化效果最佳,当加入量为0.2%时,细化效果最好。
对细化机理进行了初步探讨,认为细化是TiC的存在可保证TiAl3的稳定性,凝固时Al3Ti与铝液发生包晶反应;TiC在铝液凝固中作为非均匀形核基底,晶粒依附在TiC上形核和长大。所以,在TiC和Al3Ti共同作用下,使晶粒得到细化。