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第1章 铝合金组织细化概论 1

1.1 铝及铝合金的应用与发展 1

1.2 铝合金晶粒细化的意义 2

1.3 晶粒形成原理 5

1.3.1 均质生核 5

1.3.2 非均质生核 7

1.3.3 生核率 10

1.3.4 生核剂 10

1.4 晶粒细化方法 12

1.4.1 化学法 12

1.4.2 热控法 13

1.4.3 动态晶粒细化法 13

参考文献 14

第2章 Al-Ti-B中间合金的制备及其细化性能 16

2.1 Al-Ti-B中间合金的发展历程 16

2.2 Al-Ti-B中间合金的制备方法 18

2.2.1 制备方法简介 18

2.2.2 氟盐法制备Al-Ti-B中间合金的影响因素 21

2.3 Al-Ti-B中间合金线材加工方法 24

2.3.1 竖式水冷半连续铸造（DC）与挤压法 25

2.3.2 连续铸挤法 25

2.3.3 连铸连轧法 27

2.3.4 铝合金组织细化用中间合金 28

2.4 Al-Ti-B中间合金的相组成及其结构演变 28

2.4.1 TiAl3相的形貌与形成 28

2.4.2 TiAl3在铝熔体中的溶解动力学 30

2.4.3 TiB2化合物 39

2.5 Al-Ti-B中间合金对铝及铝合金的细化行为 42

2.5.1 Al-Ti-B 中间合金对工业纯铝细化效果的遗传效应 42

2.5.2 Al-Ti-B中间合金对A356合金的晶粒细化行为 44

2.5.3 Al-Ti-B中间合金对含Zr铝合金的晶粒细化行为 46

2.6 Al-Ti-B 中间合金对铝合金的细化机理 49

2.6.1 包晶理论 49

2.6.2 碳化物-硼化物粒子理论 50

2.6.3 复相生核理论 50

2.6.4 晶体分离与增殖理论 52

2.6.5 界面过渡区理论 52

参考文献 54

第3章 Al-Ti-C与Al-Ti-C-B中间合金及其细化性能 57

3.1 Al-Ti-C 中间合金的发展历程 57

3.2 Al-Ti-C中间合金的铝熔体反应合成 59

3.2.1 熔体反应法合成TiC的热力学分析 59

3.2.2 合成方式对TiC组织形貌的影响 61

3.2.3 TiC粒子的尺寸控制 63

3.3 Al-Ti-C中间合金对纯铝的细化行为 65

3.3.1 不同成分Al-Ti-C中间合金的细化效果对比 65

3.3.2 Si、Mg、Zr元素对Al-Ti-C细化行为的影响 66

3.3.3 Al-Ti-C中间合金细化α-Al的机理分析 70

3.4 Al-Ti-C-B 中间合金及其细化行为 75

3.4.1 TiC的结构性质 76

3.4.2 Al-Ti-C-B 中间合金的微观组织结构 77

3.4.3 B元素对TiC形貌的影响 79

3.4.4 Al-Ti-C-B中间合金的晶粒细化行为 82

参考文献 85

第4章 Al-P系中间合金及其应用 88

4.1 Al-Si合金磷细化处理概述 88

4.1.1 Al-Si合金的组织特征 88

4.1.2 Al-Si合金中初晶Si的磷细化处理 89

4.1.3 影响磷细化效果的因素 91

4.2 Al-P系中间合金相组成及其控制 93

4.2.1 Al-P系中间合金物相组成 93

4.2.2 Al-Si-P熔体中AlP团簇结构 94

4.2.3 Al-Si-P合金相组成及其微观组织特征 99

4.2.4 Al-Zr-P合金相组成及其微观组织特征 100

4.2.5 Al-Cu-P合金相组成及其微观组织特征 102

4.3 Al-P系中间合金磷化物生长机制研究 104

4.3.1 Al-Si-P合金中AlP孪晶生长机制 104

4.3.2 Al-Zr-P合金中ZrP生长行为研究 113

4.4 Al-P中间合金对初晶Si相的细化机制 118

4.4.1 Al-P中间合金对初晶Si相的连续生核机制 118

4.4.2 TiB2与AlP对初晶Si的复合粒子生核机制 122

4.5 Al-P系中间合金在Al-Si合金细化中的应用 130

4.5.1 Al-Si-P中间合金微观组织与细化行为的关系 131

4.5.2 Al-Si-P中间合金对A390合金细化工艺参数优化 136

4.5.3 Al-Si-Cu-P中间合金对A390合金的细化处理 142

4.5.4 Al-Zr-P中间合金在Al-Si合金细化中的应用 144

4.5.5 AlP对铝合金中富铁相的诱导作用 148

4.6 Al-P中间合金对Mg2Si相的细化处理 153

4.6.1 Al-Mg2Si合金中初晶Mg2Si的细化处理 153

4.6.2 Mg-Al-Si合金中初晶Mg2Si的细化处理 157

参考文献 163

第5章 Si-P系中间合金及其应用 171

5.1 Si-P系中间合金的相组成与组织形貌 171

5.1.1 Si-P二元中间合金的相组成与组织形貌 171

5.1.2 Si-Cu-P中间合金的相组成与组织形貌 171

5.1.3 Si-Mn-P中间合金的相组成与组织形成规律 173

5.1.4 Si-Zr-Mn-P中间合金的相组成与组织形貌 178

5.2 Si-Mn-P中间合金对过共晶Al-Si合金的细化处理 180

5.2.1 Si-Mn-P中间合金细化Al-24Si添加工艺 180

5.2.2 Si-Mn-P中间合金对Al-24Si细化参数的确定 181

5.2.3 Si-Mn-P中间合金细化Al-24Si的机理分析 185

5.3 Si-P中间合金对超高硅Al-Si合金的细化处理 187

5.3.1 临界细化工艺参数的确定 190

5.3.2 超高硅Al-Si合金细化的热力学与动力学分析 193

5.4 硅相生核界面性质的第一性原理研究 196

5.4.1 AlP/Si界面的研究 197

5.4.2 Si原子在AlP表面吸附行为的第一性原理研究 201

参考文献 210