● 摘要
对于铝和铝合金来讲，晶粒尺寸的大小可以表征铸态组织的好坏，细小均匀的等轴晶组织是最佳的铸态组织。向铝及铝合金中添加晶粒细化剂，对其进行微细化处理，可以获得组织均匀，表面光洁度好的铸件产品，大大提高了铝制产品的使用价值。
在众多的晶粒细化方法中，目前工业上最常用的铝及铝合金晶粒细化剂是Al-Ti-B晶粒细化剂，该细化剂中的TiB2粒子很容易产生聚集沉淀现象，熔体中的盐类极易与TiB2粒子结合形成夹杂降低细化效果。此外，当微量的Zr、Mn、Cr等溶质元素存在于铝液中时，TiB2粒子易被毒化，Al-Ti-B晶粒细化剂的细化效果变差，合金的晶粒尺寸变大。对Al-Ti-C细化剂的研究发现，其能够弥补Al-Ti-B细化剂上述诸多缺点。由于碳与铝熔体极差的润湿性，导致普通方法生成TiC颗粒数量少，造成生产难题，限制了Al-Ti-C的应用。
本文采用熔铸-原位反应法制备Al-Ti-C-RE中间合金，通过该细化剂对纯铝的细化效果的测定，分析探讨其细化能力及合成机制。通过金相显微镜（OM）、X射线衍射分析仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）和差示扫描量热分析仪（DSC）等对Al-Ti-C-RE晶粒细化剂的微观组织和细化机制进行了分析。
本文还研究了向Al-7Si-0.6Mg（A357）铸造铝合金中添加晶粒细化剂，利用光学显微镜（OM）和扫描电镜（SEM）对细化后的Al-Si系合金显微组织进行了观察，并通过Instron8801-50kN材料试验机对细化后的Al-Si系合金进行室温力学性能测试。结果表明，添加晶粒细化剂的合金显微组织中的Si相由粗针状或片状变为细小的纤维状，α-Al晶粒数量明显增多，且显著细化，综合力学性能显著提高。
此外，本文还以Al、TiC、K2TiF6和KBF4混合粉末为原料，采用机械球磨、热压烧结制备Al-Ti-C-B中间合金，然后对比熔炼法制备以及机械合金化制备的两种Al-Ti-C-B中间合金随时间的增加，对纯铝细化效果的抗衰退情况，并对Al-Ti-C-B中间合金细化机制进行了探索分析。
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