铝在凝固过程中晶粒结构会细化，形成更小、更均匀的晶粒。初始铸造 铝 晶粒结构粗大，呈树枝状。这是由于熔融铝冷却过程中晶粒形核缓慢、生长迅速造成的。这种晶粒结构会导致强度、延展性降低，并容易开裂。较大的晶粒在微观偏析的存在下会导致力学性能各向异性和应力集中，使材料更容易发生载荷失效。

细晶组织能够提升铝合金的力学性能。根据霍尔-佩奇关系，细晶粒（几微米）可以提高屈服强度和抗拉强度，同时抑制位错运动。细晶粒通过增加晶界面积来提高延展性，晶界能够吸收和重新分配应力，从而降低裂纹的萌生和扩展。此外，细晶粒还能使材料性能更加各向同性，从而保证性能的一致性。细晶组织对于航空航天和汽车零部件至关重要，因为这些零部件对重量和强度要求很高。细晶粒使材料更加均匀和可预测，从而提高加工性能和表面光洁度。.

钛硼化物（TiB）在熔融铝中作为晶粒细化剂的作用

钛硼（TiB）影响凝固形核，从而细化熔融铝晶粒。它为细小等轴晶结构的形成提供形核位点。TiAl₃颗粒和硼化物化合物（如TiB₂）在晶体学上与铝相似，它们作为强形核剂发挥作用。它们降低形核能垒，使晶粒更容易形成，并抑制枝晶结构的生长。因此，凝固过程中主要由许多均匀分散的小晶粒组成，而不是少数大晶粒。.

在凝固过程中，TiB 与铝熔体发生化学反应。钛铝熔体反应会生成 TiAl₃ 颗粒。尽管这些颗粒在高温下不稳定，但它们会与硼结合生成 TiB₂，并成为形核剂。TiB₂ 具有稳定的六方晶系结构，且与铝的晶格匹配度高，因此能够促进异质形核。在凝固前沿生成硼化物颗粒有助于形成细小且数量众多的晶粒。TiB₂ 颗粒迅速成为铝原子的形核点，引导铝原子在其周围凝固，从而形成细化的微观结构。.

TiB 使用面临的挑战

经济和环境问题

包括二硼化钛（TiB₂）在内的TiB的高昂成本会影响铝精炼的生产成本。钛本身就是一种昂贵的金属，这使得TiB合金价格高昂。原材料成本高昂以及生产工艺高能耗，使得用于铝精炼的TiB₂生产成为一项成本高昂的业务。对于利润空间受限的行业或原材料供应有限的地区而言，这尤其困难。例如，钛市场状况可能会影响TiB的价格，从而导致制造成本波动。与价格更低的AlTiB中间合金相比，这种波动性可能会使铝制品的价格难以保持稳定。.