微量元素La、Al-5Ti-1B复合细化Al-Cu机理研究

作     者：杨林洁 张丽丽 江鸿翔 何杰 赵九洲 

作者机构：中国科学技术大学材料科学与工程学院 中国科学院金属研究所师昌绪先进材料创新中心 

出 版 物：《物理学报》 (Acta Physica Sinica)

年 卷 期：2023年

核心收录：

学科分类：08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 

基　　金：国家重点研发计划（批准号：2021YFA0716303） 中国载人航天工程和国家自然科学基金（批准号：51901231和51971227）资助的课题 

主　　题：晶粒细化 微量元素 富集 铝合金 

摘      要：实验研究了复合添加微量元素La和Al-5Ti-1B对Al-Cu合金凝固组织的影响，发现与单独添加Al-5Ti-1B相比，复合添加Al-5Ti-1B和微量La可进一步细化Al-Cu合金凝固组织，降低α-Al的形核过冷度。结合高分辨透射电镜表征和理论计算，探明了复合添加微量元素La和Al-5Ti-1B对铝铜合金凝固组织的细化机理为：经Al-5Ti-1B细化处理的Al-Cu合金凝固时，Cu富集于α-Al与TiB2粒子的界面处，增加了α-Al与TiB2粒子间的错配度，降低了TiB2粒子对α-Al的异质形核能力；添加微量的La能有效降低α-Al与TiB2粒子间的错配度，减小TiB2粒子和α-Al间的界面能及接触角，从而提高TiB2粒子促进α-Al的异质形核能力和Al-5Ti-1B对Al-Cu合金晶粒的细化效果。