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在铝加工工业中,添加细化剂是获得细小的等轴晶、提高材料强度和塑性的重要手段。目前,铝工业中广泛应用的细化剂为Al-Ti-B和Al-Ti-C等中间合金。但传统的晶粒细化试验证实,合金中存在Zr元素时,会导致中间合金细化效果的消失,出现细化“中毒”现象,使得含Zr铝合金难以细化。本文主要研究了Al-Ti系列中间合金（Al-Ti-B、Al-Ti-C等）对Al-0.2%Zr、Al-5%Cu-0.2%Zr等含Zr铝合金的细化效果,并利用SEM、EPMA等方法对合金的组织结构进行了分析,提出了细化过程中的“中毒”机制,进而找到一种能够解决细化“中毒”问题的方法,并对其机理进行了初步分析和探讨。研究发现,当细化含Zr铝合金时,Al-Ti-B和Al-Ti-C等中间合金的细化效果都会出现“中毒”现象,且随着细化处理温度的升高,“中毒”现象进一步加剧。经分析认为,造成Zr“中毒”的主要原因是Zr与中间合金中的TiAl3相发生了反应。由于熔体中除TiC（TiB2）之外还需过量的多余Ti原子时才能起到很好的细化作用,这些多余Ti原子来自于中间合金中的TiAl3相;而中间合金在加入到含Zr的铝合金熔体中以后,Zr元素与TiAl3相反应形成(Ti1-xZrx)Al3相,这种三元相聚集在TiAl3相周围,使得TiAl3相难以继续溶解,从而无法释放出多余的Ti原子,最终导致细化“中毒”。细化试验表明,中间合金及Zr元素的添加顺序对含Zr铝合金的细化效果有非常重要的影响。当合金熔体中已经含有Zr元素,再加入中间合金进行细化时,会立即出现细化“中毒”现象;而如果先往合金中加入中间合金进行细化,再加入合金元素Zr,则能够在很大程度上减缓“中毒”现象,得到较好的细化效果。因此,本文提出了一种能够提高和改善含Zr铝合金细化效果的方法,即先加入细化剂进行细化处理再加入Zr进行合金化。本文进一步对不同添加顺序时Zr与TiAl3相之间的反应过程进行了分析。研究发现,通过改变添加顺序,减少了Zr元素与TiAl3之间发生反应的几率,使得TiAl3相可以在Zr加入之前充分溶解,并且释放出足够的Ti原子,从而在凝固时促进α-Al有效形核。