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铝合金因其较高的比强度、比刚度、良好的塑性和加工性能,在机械制造、轨道交通以及航天航空领域获得了越来越广泛的应用。随着材料转型升级和轻量化发展步伐加快,对铝合金性能的要求也逐步提高。晶粒细化能够有效地减少铸锭缺陷,提高材料的力学性能和加工工艺性能,因而得到了广泛的关注和应用。Al-Ti-B、Al-Ti-C是目前铝合金铸锭及铸件生产中应用最广泛的晶粒细化型中间合金。Al-Ti-C在一定程度上可以缓解Al-Ti-B在生产中出现的部分问题,因而被认为是更具市场应用前景的细化剂。本文主要研究了 Al-5Ti-1B、Al-5Ti-0.25C中间合金对2024铝合金铸态微观组织的影响,探索了熔体中细化剂的种类、添加量与铝合金力学性能的关系;以Al-5Ti-0.25C作为细化剂,研究了铸锭的晶粒尺寸对2024、6063合金的挤压行为及其力学性能的影响规律。本文的主要研究工作如下:(1)Al-Ti-C/B中间合金对2024合金铸态微观组织的影响向铝熔体中添加Al-Ti-C/B后,2024合金的晶粒尺寸得到明显的细化。加入0.2%的Al-5Ti-0.25C或Al-5Ti-1B,即可使2024合金的晶粒尺寸由150μm细化至80μm左右,当其添加量由0.3%增加至1.0%时,2024的晶粒尺寸逐渐稳定在50-60μm范围内。此外,试验发现,经过Al-5Ti-1B细化后,2024晶粒形貌呈近似规则的多边形;而经过Al-5Ti-0.25C细化后,晶粒形貌不规则,晶粒大小呈交错分布。(2)Al-Ti-C/B中间合金对2024合金铸态力学性能的影响未经细化时,由于2024合金铸态微观组织中α-Al为粗大枝晶,其极限拉伸强度和延伸率均较低,添加Al-Ti-C或Al-Ti-B中间合金后,可以显著提高2024合金的综合力学性能。试验发现,当添加0.3%的Al-5Ti-0.25C时,2024铝合金的硬度、抗拉强度和延伸率分别为123.6HBW、382MPa、2.60%,比未细化的试样分别提高了 7.9%、12.4%、69.9%。此外,与添加Al-5Ti-1B中间合金相比,经Al-5Ti-0.25C细化后的2024合金的拉伸强度稍低,但其塑性较好,材料的延伸率明显提高。(3)Al-5Ti-0.25C中间合金对变形铝合金挤压行为的影响以Al-5Ti-0.25C作为细化剂,研究了铸锭晶粒尺寸对2024、6063铝合金热挤压行为的影响。结果表明:在热挤压过程中,随铝合金铸锭晶粒尺寸的减小,其流变抗力逐渐降低;此外,其铸锭中原始晶粒会发生不同程度的动态回复和再结晶过程,铸锭晶粒越细小,其动态回复再结晶的程度越低,形成的变形组织或再结晶组织晶粒越小,显微组织越均匀。(4)Al-5Ti-0.25C中间合金对变形铝合金挤压材力学性能的影响铝合金铸锭的晶粒尺寸与其挤压态的力学性能有着密切的关系。当向2024、6063添加不同量的Al-5Ti-0.25C中间合金后,随着铸锭晶粒尺寸减小,挤压后其硬度、拉伸强度、延伸率均有一定的提升,尤其是对延伸率的提升较为明显。