注：①铝是被细化对象，钠是铝-硅合金变质剂，为方便比较，其数据一起列出。

　　 二、铝一钛一硼变质剂

　　 铝-钛-硼的变质机理是个还没有弄清楚的问题。有的研究者认为，铝-钛-硼的细化作用是TiAl3造成的，TiB2和AlB2不参与变质处理过程。硼的添加只是促使TiAl3的生成，因为硼使铝-钛二元合金液相线曲率急剧增大，使钛在液体铝中的溶解度减小，这样便扩大了TiAl3一次结晶的范围，从而使晶粒细化效果更佳。

　　 铝-钛-硼变质剂的发展经历了由盐类混合物 块状添加剂 线状中间合金的里程，而铝-钛-硼中间合金的熔炼技术也经历了一个逐渐发展和完善的过程。至今，盐类混合物和以传统的熔铸+挤压方式生产线状中间合金的工艺已基本淘汰。今天，铝材行业主要使用线状和块状两种形式的铝-钛-硼变质剂。其趋势向着使用线状变质剂的方向发展。这是因为：①采用线状变质剂进行在线处理，能获得连续的孕育作用，细化效率高，加入数量少，和在炉内以块状方式加入相比较，大约可减少用量50%左右;②加入的全部线料进入铸造过程，金属实收率较大，且添加量更加准确;③避免了钛和硼的化合物在炉内沉积，使整个铸造过程中铸锭内的细化剂含量恒定，从而确保整个铸锭晶粒细化均匀，并具有分布良好的细粒质点，这种高速高效作用即使对含锆的7XXX系合金也能得到良好的晶粒细化效果;④由于不需要炉内处理，没有炉内硼化物集聚和其他结块现象，因而可节省清炉时间;⑤在连续铸造系统中，可消除因时间长而带来的细化失效问题，并能实现在线自动调整供料。

　　 影响铝-钛-硼中间合金细化效果、耐久性和衰减性的因素很多，其中主要的是：

　　 1)钛硼比。目前市售的所有铝-钛-硼变质剂，其钛硼比均大于TiB2的化学计量比22，较大为50：1，较小为3：1。这是因为单独的TiB2不是有效的晶粒细化剂，钛硼比例对中间相的数量有很大影响(见图2 5 15)。国内外的资料表明，在生产条件基本一致、硼含量相同的情况下，钛含量高的，TiAl3含量多;反之，在钛含量相同的情况下，硼含量高的，TiB2数量多，TiAl3数量少。究竟什么比例较佳，应视具体条件而论。在通常条件下，5TilB效果较好。但应指出，单一的化学组成并不能保证产品具有有效而经济的细化作用。

　　 图2 5 15钛硼比例对中间相数量的影响

　　 2)中间相的形态、大小、数量和均布程度。在铝-钛-硼中间合金中有 块状 、 花瓣状 和 板状 三种不同形态的TiAl3质点，不同形态的TiAl3把不同的结晶面暴露在液相中，但仍保持着严格的TiAl3化学计量比。块状的颗粒有几个晶面面向液相，增加了成核的统计机会，但块状铝化物溶解更快，因此随时间延长，其效能降低。在快速反应型铝-钛-硼变质剂中所含块状TiAl3晶体占据优势。在品质上乘的铝-钛-硼中间合金中，TiB2颗粒的平均尺寸约为0.8 m，其中尺寸小于1 m的约占90%，块状TiAl3质点的典型尺寸，对于5TilB，较大为80 m，一般在10～65 m之间，对于3TilB，较大为60 m，它们在铝基体上的分布是均匀的。TiAl3颗粒的大小对细化效果有明显影响，因为在向金属流中加入添加剂时，TiB2质点是不可溶的，而TiAl3则是可溶的，它会在流槽的流动金属中迅速溶解。板状的铝化物只有一个晶面面向液相，当有块状颗粒存在时，就会有效的限制其直接成核作用的潜能。应该指出的是，TiAl3的形态取决于制造时的工艺参数，其中主要的是合金化熔炼时的反应速度和反应温度。而中间相的形态则是决定变质剂质量的主要因素。

　　 3)被处理的合金种类及铸造条件。当被处理的合金种类及铸造条件不同时，会有不同的晶粒细化效果。为此，应根据试验结果调整细化剂的加入量，以期得到比较理想的细化效果。一般对于普通等级的纯铝如ll00合金以及含有镁、硅、锰、铁元素的合金，细化比较容易，当采用5TilB或3TilB以线状形式进行变质处理时，钛的添加量只要0.0025%～0.005%即可;而对于等级较高的纯铝以及含锆和铬的合金，则细化难度大得多，加入的量也要大得多。通常，轧制板锭截面大，凝固速率低，细化比较困难，加入量应相应增大;连续铸轧板坯，虽然截面小，但凝固速度高，温度梯度大，过冷带很窄，为了得到良好的细化效果，也为了防止边裂，也应提高添加剂的用量。对于挤压圆锭，由于截面较小，凝固速度较高，细化比较容易，添加量可以少些。 目前，市售铝-钛-硼变质剂种类很多，按生产方法，可以分成合金化产品和粉末加压成型产品两大类;按化学成分，可以分成标准型、低硼型和低钛型三类;按供应形状，可以分成线状、锭状和饼状三种;按响应时间，可以分成快速反应型和慢速反应型两种。

(责任编辑：南南)