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曲 明^l，王祝堂²，韓 嘯^l

　?。?.東北輕合金有限責(zé)任公司，黑龍江 哈爾濱150060；2.安泰科信息開發(fā)有限公司，北京100814）

　　摘要：鈦是鋁及鋁合金鑄造時(shí)常用的晶粒細(xì)化劑，也是對(duì)晶粒細(xì)化最有效的元素之一，對(duì)某些鋁合金還是一個(gè)微量合金化元素。鈦劑與鋁-鈦-硼中間合金是常用的添加鈦的載體，在鈦價(jià)不甚貴的過去，多用鈦劑，但在鈦價(jià)高昂的今天，用Al-Ti-B中間合金不但經(jīng)濟(jì)效益更好一些，而且產(chǎn)品品質(zhì)也更有保證。

　　關(guān)鍵詞：鈦劑；鋁-鈦-硼中間合金；晶粒細(xì)化

　　在鋁合金熔煉鑄造中通常除個(gè)別用作導(dǎo)電體的材料外，其他的合金都要以鈦?zhàn)鳛榫Я＜?xì)化劑或作為微量合金化元素。作為晶粒細(xì)化劑時(shí)的添加量為w（Ti）＝0.002％～0.0055％，而作為微量合金化元素時(shí)的最大含量也只不過w（Ti）＝0.35％（3020及3030合金）。在現(xiàn)行的在美國(guó)鋁業(yè)協(xié)會(huì)公司（The Aluminum Association Inc.）注冊(cè)的變形鋁合金中含合金元素鈦的合金僅28個(gè)，占總數(shù)（442個(gè)）的6.3％，其中6×××系合金沒有一個(gè)含鈦的，而5×××系合金有12個(gè)含鈦的。

　　2005年中國(guó)鋁加工材的鈦消費(fèi)量約280 t，在鈦價(jià)不甚昂貴的過去，這么小量鈦的價(jià)值所占成本量不大，甚至可以不予考慮。可是在鈦價(jià)高昂的今天卻不得不予以考慮，甚至應(yīng)做到斤斤計(jì)較。

　　1 鑄錠晶粒細(xì)化處理

　　大量實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果和生產(chǎn)實(shí)踐證明，鑄錠組織對(duì)其半成品組織和性能有著遺傳性影響。冶金界一致認(rèn)為，鑄錠截面上均勻細(xì)小晶粒組織是最佳的，而獲得此種組織的途徑主要是在凝固時(shí)增加形核速率與抑制柱狀晶長(zhǎng)大 主要途徑有：

　　控制凝固時(shí)的溫度：增大冷卻速度與降低澆注溫度：

　?。o態(tài)）細(xì)化處理：向熔體中添加少量的特殊物質(zhì)，促進(jìn)熔體內(nèi)部非均質(zhì)生核。這種特殊添加劑通常稱為晶粒細(xì)化劑。通過向熔體中添加細(xì)化劑造成熔體凝固時(shí)產(chǎn)生大的形核速率，使結(jié)晶組織微細(xì)化已成為一種專門技術(shù)，在生產(chǎn)中獲得了廣泛的應(yīng)用。

　　動(dòng)態(tài)晶粒細(xì)化：根據(jù)動(dòng)態(tài)生核機(jī)制，對(duì)凝固中的熔體施以物理振動(dòng)和攪拌（機(jī)械振動(dòng)、電磁攪拌、聲頻及超聲振動(dòng)、氣泡振動(dòng)等），在熔體中造成局部溫度起伏。給晶體的游離和增殖創(chuàng)造條件。

　　1.1 細(xì)化劑種類

　　鋁及鋁合金品粒細(xì)化劑有：中間合金細(xì)化劑，粉狀鹽類細(xì)化劑，氣態(tài)細(xì)化劑，但后者沒有實(shí)用價(jià)值（表1）^[1]。

表1 鋁及鋁合金的晶粒細(xì)化劑

　　1.2 細(xì)化劑的形式及添加量

　　以中間合金形式的有：圓錠或方錠，條錠，華夫餅（waffle plates，一般尺寸為75 mm×75 mm×6.4mm），碎塊（lumps），線盤，桿（cut rod），薄片（splatter or flakes），小扁片（tablets），團(tuán)塊（briquettes），等等。線狀或絲狀細(xì)化劑直徑為8 mm～10mm，以直徑9.5 mm的居多，盤成卷供應(yīng)與添加。錠狀或塊狀細(xì)化劑如Al-Ti、Al-Ti-B、Al-Ti-C中間合金錠可直接投入爐內(nèi)使用，但細(xì)化劑實(shí)收率較低，效果也較差。

　　線狀細(xì)化劑經(jīng)<