稀土含量對鋁中間合金組織和性能的影響

　　晶粒細化是提高材料強韌性的重要手段之一。隨著鋁制品在航空航天、汽車等工業領域的深入應用，獲得細小均勻的鑄態組織，對其后續的深加工具有很重要的意義，而向鋁熔體添加中間合金獲得細小均勻的組織是目前生產中zui簡便和常用的方法。傳統中間合金Al-Ti-B在細化鋁制品時，TiB2粒子會偏聚、沉淀，導致出現針孔、破裂等缺陷。針對這些問題，近年來，國內的研究人員通過在Al-Ti-B的基礎上加入稀土元素，發現可以減少TiB2聚集傾向，同時也大大延長了其細化衰退時間，但缺乏對機理的統一認識。本文通過研究稀土含量的變化對Al-Ti-B-RE中間合金的金相組織及其細化效果的影響，探索其細化機理，為生產、穩定、成本較低的細化劑提供依據。
　　
　　選用質量分數為99.7%的工業純鋁、99%的工業鈦粉、分析純氟硼酸鉀（KBF4）、混合稀土等為原材料，在SG-7.5-10型坩堝電阻爐（7.5kW）中，將預先稱好的純鋁放入石墨坩堝內熔化，在820℃時混合加入KBF4、純鈦粉、稀土合金（Al-10%RE），在800℃靜置40min，其間需要連續的強力攪拌，在750℃時澆鑄出不同稀土含量的Al-Ti-B-RE中間合金。添加稀土的含量分別為0.5%、1.0%、1.5%、2.0%。
　　
　　在鋁中間合金中添加稀土元素，合金中的物相主要為Al3Ti、TiB2和Ti2Al20Ce；添加適量的稀土元素能提高中間合金的細化效果；當稀土含量達到1.0wt%時，中間合金的組織較好，第二相粒子以球狀和細小塊狀為主，尺寸均勻，彌散分布在α-Al基體上。在對純鋁的細化效果中，稀土含量為1.0wt%的中間合金，平均晶粒尺寸達到79.34μm，細化效果。