稀土含量对铝中间合金组织和性能的影响

　　晶粒细化是提高材料强韧性的重要手段之一。随着铝制品在航空航天、汽车等工业领域的深入应用，获得细小均匀的铸态组织，对其后续的深加工具有很重要的意义，而向铝熔体添加中间合金获得细小均匀的组织是目前生产中zui简便和常用的方法。传统中间合金Al-Ti-B在细化铝制品时，TiB2粒子会偏聚、沉淀，导致出现针孔、破裂等缺陷。针对这些问题，近年来，国内的研究人员通过在Al-Ti-B的基础上加入稀土元素，发现可以减少TiB2聚集倾向，同时也大大延长了其细化衰退时间，但缺乏对机理的统一认识。本文通过研究稀土含量的变化对Al-Ti-B-RE中间合金的金相组织及其细化效果的影响，探索其细化机理，为生产、稳定、成本较低的细化剂提供依据。
　　
　　选用质量分数为99.7%的工业纯铝、99%的工业钛粉、分析纯氟硼酸钾（KBF4）、混合稀土等为原材料，在SG-7.5-10型坩埚电阻炉（7.5kW）中，将预先称好的纯铝放入石墨坩埚内熔化，在820℃时混合加入KBF4、纯钛粉、稀土合金（Al-10%RE），在800℃静置40min，其间需要连续的强力搅拌，在750℃时浇铸出不同稀土含量的Al-Ti-B-RE中间合金。添加稀土的含量分别为0.5%、1.0%、1.5%、2.0%。
　　
　　在铝中间合金中添加稀土元素，合金中的物相主要为Al3Ti、TiB2和Ti2Al20Ce；添加适量的稀土元素能提高中间合金的细化效果；当稀土含量达到1.0wt%时，中间合金的组织较好，第二相粒子以球状和细小块状为主，尺寸均匀，弥散分布在α-Al基体上。在对纯铝的细化效果中，稀土含量为1.0wt%的中间合金，平均晶粒尺寸达到79.34μm，细化效果。