4月25日，在SMM主办的2024 SMM（第十九届）铝业大会暨首届铝产业博览会-铝板带箔行业发展论坛上，立中集团博士/晶粒细化首席科学家/Optifine超级细化剂技术发明人Rein Vainik表示，目前铸造的低合金铝合金中，超过99%的体积的钛浓度在0至0.05%之间。这些合金的晶粒细化可通过经典的成核和生长理论来解释。但有一组合金，其中经典的晶粒细化理论不适用，必须进行修改。这些合金含有0.08-0.20%的钛。

晶粒细化理论

Nucleation成核：需要在所添加的成核颗粒中尽可能多发生。

大的TiB2=在较少的冷却下成核。

大的颗粒在凝固开始阶段先行成核。

Growth晶粒生长：速度需要尽可能慢，在变形铝当中，合金元素含量越高，晶粒生长越慢。

生产限制Q因子

自然法则下的相图关系，决定原子在液态和固态下相互作用的方式。这里指的是铝原子和合金元素原子之间的相互作用。

Q由液相线曲线的斜率m、分布系数k和铝中实际元素的浓度C确定。

晶粒的生长速率与生长限制因子成反比：晶粒生长速率∝1/Q。

生长限制作用非常强

每个点的添加速量为0.2 kg/t。

在所有AA合金系列中，Ti对晶粒尺寸都有很大的影响，高硅AA4xxx系列除外。

假设：含有高浓度钛的合金遇到大晶粒尺寸的原因是由于存留的Al3Ti晶体，因为这些晶体数量很少。

经验：1997年至2002年，在瑞典铸造厂铸造高钛合金的经验达数年之久。

在含有高钛浓度的合金中，我们知道使用Opticast坩埚取样时，晶粒尺寸应为70-90微米，这是这些坩埚中可以获得的最小晶粒尺寸。

在这个铸造厂的试验中，这只发生在不到1%的所有铸件中。

铝基主合金

Al3Ti的尺寸通常为30-40μm，但在一些主合金批次中可能会出现非常大的Al3Ti，高达1mm。这些大颗粒Al3Ti会增加钛中毒效应吗？

铊片：

钛颗粒通常小于4毫米，钛片的溶解速度直接与钛颗粒的大小相关。提出了一种剥离机制，能够产生非常小的Al3Ti颗粒，这些颗粒会快速溶解。

有一条替代路线：

自1950年以来，加入K2TiF6进行精炼已经被实践。虽然今天已经不那么常见，但仍有一些公司在销售用于精炼的盐片。

在实验室规模的实验中，Ti中毒效应非常难以预测。

使用的主合金也可能会对中毒产生影响。如果关于Al3Ti能够存活的假设是正确的，那么一些主合金可能会导致更持久的中毒效应，这种效应可能会持续到铸造台。

研发

MQP和布鲁内尔大学：

高效晶粒细化剂中α-铝在TiB2上成核基本机理的HR-TEM研究。

瑞典晶粒细化研究中心：

晶粒细化机理的理论与实验研究；提高晶粒细化检测方法精度的研究；含Ti大于0.1%的铝合金晶粒细化的研究，包括热分析和HR-SEM和HR-TEM的颗粒研究。