微量元素对纯铝晶粒细化作用的研究

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本文研究了元素Ce、Bi、Zr对纯铝晶粒细化的作用规律及机理。通过宏观组织观察,以及利用OM、SEM、EDAX、XRD等手段观察微观组织,研究不同Ce、Bi比值对细化效果的影响,探索出最佳Ce/Bi比的细化剂。在最佳Ce/Bi比基础上,研究Ce与Bi总加入量对细化效果的影响;在最佳Ce/Bi值与总量基础上,研究熔炼温度对细化效果的影响。与此同时,还研究不同Ce/Zr比对细化效果的影响。研究结果表明,当Ce/Bi比为1∶4和3∶2时,细化效果都比较好,这两种配比的基体中有大量具有形核作用的化合物BiCe。当Ce、Bi总加入量大于0.5wt%时,均有较好的细化效果,熔体温度为790℃左右时,细化效果最佳;Zr的加入量固定时,随着Ce加入量增多,晶粒的细化程度越高,当Zr的加入量为0.15wt%,Ce的加入量为0.3wt%时,晶粒的细化效果最好,这是因为大量的Al3Zr粒子起到了形核的作用。通过研究Ce、Bi、Zr三种元素对纯铝细化效果及机理,可作为研究新型铝及其合金晶粒细化剂提供有用的参考,对科研和生产具有重要的参考意义。
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