Grain refinement of aluminum

Abstract

利用添加Al-5 Ti-B，Al-5 Be，Al-75 Cr，Ni和Mn，於鋁熔液中，來探討晶粒細化的 機構，發現： （一）成長限制理論能夠解釋，鋁熔液中，添加Al-5 Ti-B 比添加Al-75 Cr能夠得到 較好的晶粒細化效果。也能說明為什麼細化的效果，Ni比Be比Mn。不但晶粒的細化能 夠解釋，且二次樹枝晶距及共晶組織之層狀物間距，其細化效果之比較也可由成長限 制理論來解釋。 （二）不同反應系的包晶系及共晶系添加劑，會產生不同的細化效果。而此種效果的 好壞並非決定於有無包晶與共晶反應，而端視於此種反應所引發的成核速率快慢與成 長受限制的程度，如Al-5 Ti-B 添加劑，其晶粒化細化效果，主要來自於其促成快速 的成核速率，而Ni，Al-5 Be，Al-75 Cr 與Mn細化效果則由於其對晶核成長的限制。 成長限制的效果可由│（1-Kd）╱Kd│與固化間距的大小來定量比較。 （三）所設計的簡單的熱分析系統可做為繞鑄前的品控方法。它的好處是在澆鑄前就 能決定鑄件的晶粒細化效果，進而減少不良品，從冷卻曲線分析而得，發現幾個參數 確實與結構的變化有關係，因此，能做為晶粒細化或結構變化的品質控制指針，這些 參數包括澆鑄溫度，平台溫度，M1,Ms△T,△T2等。