国产及进口Al-Ti-B细化剂显微组织对比

赵瑜杰周飞

( 1.河南省实验中学,河南 郑州 450002； 2.郑州大学材料科学与工程学院,河南 郑州 450002)

·能源与化学工程·

国产及进口Al-Ti-B细化剂显微组织对比

赵瑜杰11周飞22

( 1.河南省实验中学,河南 郑州 450002； 2.郑州大学材料科学与工程学院,河南 郑州 450002)

Al一Ti一B细化剂广泛应用于铝及其合金的细化,目前在铝行业中广泛应用的主要有国产及进口两类,但进口产品的价格远高于国内产品。本文利用光学金相显微镜对国外进口细化剂及国内某厂国产细化剂的显微组织进行了分析。结果表明:两种细化剂中均存在少许夹杂物;国产Al一Ti一B细化剂中块状TiAl3相存在少许聚集现象,尺寸大小不太均匀,TiB2相存在轻微的团聚现象;国外Al一Ti一B细化剂中块状TiAl3相分布均匀,尺寸相差不大,基本没有聚集现象;TiB2相的分布也很均匀,聚集现象比国产的轻。

Al一Ti一B;晶粒细化剂;铝合金;显微组织

铝及铝合金具有密度小,比强度高,耐蚀性好,延展性好及良好的导电、导热性等一系列优点,在交通运输业、建筑业、食品包装业及家电行业得到了广泛应用,成为用量仅次于钢铁的第二大金属材料［1一3］。铝合金在铸造及后续加工过程中都需进行细化处理,而添加Al一Ti一B细化剂是一种方便且广泛采用的方法［4一5］。目前在铝行业中广泛应用的Al一Ti一B细化剂主要有国产及进口两类,进口产品的价格远高于国内产品。本文利用光学金相显微镜对国外进口细化剂及国内某厂国产细化剂的相组成和显微组织进行了分析,找出两者的差距,为国产细化剂的开发提供一定参考。

1 试验材料和方法

本试验所用的原料：国外进口细化剂、国内某厂生产的细化剂。

采用光学显微镜(OM)分析细化剂的显微组织。样品经机械抛光、腐蚀后,根据TiAl3、TiB2两相的形态、尺寸和分布,进行鉴别。采用0.5%的HF腐蚀。

2 实验结果与分析

2.1 腐蚀前夹杂物的观察分析

图1(a)、(b)分别为腐蚀前国内外两种细化剂的对比照片。

图中黑点为夹杂物,两图中均有少量杂质,国内的稍多一些,但夹杂方面两者区别不太明显。

图1 腐蚀前金相照片

2.2 腐蚀后金相显微观察分析

图2 细化剂200倍显微组织对比

图3 细化剂500倍显微组织对比

图4 细化剂1000倍显微组织对比

Al一Ti一B显微组织中尺寸较大的块状物为TiAl3,细小颗粒状为TiB2粒子［6］。铝合金细化剂的国家标准规定［7］：细化剂中单个质点直径≦2μm的应该在90%以上；TiAl3相应成块状或杆状,分布大致均匀,平均尺寸应为30μm×50μm。

图2(a)、图3(a)和图4(a)为国产及进口细化剂不同放大倍数的显微组织照片。可以看出,国产Al一Ti一B细化剂产品中,TiB2颗粒分布大致均匀,但存在一些轻微的颗粒团聚现象,90%以上TiB2颗粒直径约为1～2μm。块状TiAl3尺寸大小相差比较大,图3(a)发现少许块状TiAl3存在聚集现象,大部分TiAl3尺寸为20μm×40μm,符合国家标准。

图2(b)、图3(b)和图4(b)为国外进口Al一Ti一B细化剂的显微组织照片。从中可以看出,在国外Al一Ti一B细化剂产品中,TiAl3尺寸大小比较均匀,分布也很均匀,聚集现象比国产的轻,绝大部分尺寸为15μm×30μm,符合国家标准；TiB2颗粒分布也比较均匀,聚集现象也比国产的轻,很少有直径大于2μm的大颗粒,颗粒大小与国产相差不大。

3 结论

3.1 两种细化剂合金中均存在少许夹杂物,但大小和数量相差不大,国内的稍略多一些。

3.2 国产Al一Ti一B细化剂产品中块状TiAl3相分布较为均匀,存在少许聚集现象,尺寸大小符合国家标准,但该相的尺寸大小不太均匀；TiB2相的分布均匀,存在轻微的团聚现象,颗粒直径符合国家标准。

3.3 国外Al一Ti一B细化剂产品中块状TiAl3相分布均匀,且尺寸相差不大,尺寸大小略小于国产,基本没有聚集现象；TiB2相的分布也很均匀,聚集现象也比国产的轻,颗粒直径与国产相差不大。

［1］李苗.Al一Ti一C一RE细化剂的低温绿色制备及其细化行为研究［D］.郑州大学,2011.

［2］孙启宴.Al一3Ti一0.2C一5Sr铭合金细化剂的电磁搅拌及细化性能研究［D］.郑州大学,2014.

［3］舒华记,司乃湖,孙少纯,等.A1Ti581对亚共晶铭硅合金的组织和性能的影响［J］.铸造,2011,60(2):1122一1125

［4］朱正锋,兰哗峰.铭及合金晶粒细化研究现状及发展趋势［J］.铸造设备研究,2004(2):51～54

［5］李纯迟,蒋显全,何健,等.铭合金晶粒细化剂的发展趋势［J］.轻合金加工技术,2006,34(5):14～16

［6］张作贵,刘相法,边秀房.A1一Ti一B中间合金的遗传性研究与推广应用［J］.铸造,2000,49(10):758～760

［7］国家经济贸易委员会.YS/T 447.1一2002铭及铭合金晶粒细化剂［S］.北京:2003.

Microstructure ComParison of Domestic and ImPorted Al-Ti-B Grain Refiner

Zhao Yujie1Zhou Fei2
(1.Henan Experimental High School,Zhengzhou Henan 450002；2.School of Materials Science Engineering,Zhengzhou University,Zhengzhou Henan 450002)

Al一Ti一B grain refiner is widely used in the refining of aluminum and its alloys.So far,Al一Ti一B grain refiner widely used in the aluminum industry can be mainly divided into domestic and imported ones.The price of imported products is much higher than that of domestic products.By using optical microscope,this paperanalyzed the microstructures of imported grain refiner and the domestic ones in a certain plant.The results showed that:both two refiners existed with little inclusion.The TiAl3phases in domestic Al一Ti一B grain refiner existed with little gathered phenomenon with various sizes;TiB2phases existed with minor reunion phenomenon.The TiAl3phases in imported Al一Ti一B grain refiner were distributed evenly.The phases almost had the same size and the reunion phenomenonwas not obvious.The distribution of TiB2phase was also uniform,and dadless reunion phenomenon than the phases in domestic products.

Al一Ti一B；grain refiner；aluminum alloy；microstructure

TG146.2

A

1003一5168(2015)07一0135一3

2015一6一15

赵瑜杰(1999.4一),男,高中,研究方向:材料科学。