实验二_铝合金的精炼变质处理-资料.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,实验二 铝合金的精炼变质处理,一 实验目的,熟悉铝合金的,精炼工艺,特点，通过实践了解精炼处理对铝合金组织和性能的影响。,学习铝合金,变质处理,工艺，了解变质处理对铝合金组织和性能的影响。,二 基本知识简介,熔炼过程中，熔体中存在,气体、夹杂物及其他杂质,等，影响纯洁度，使铸锭产生气泡、气孔、夹杂、疏松、裂纹等缺陷，对铸锭的加工性能及制品强度、塑性、抗蚀性和外观品质有显著影响。,氢含量通常在,0.150.2cm,3,/100g(Al),以下，一些特殊要求的航空材料应在,0.1cm,3,/100g(Al),以下。,铝合金中的气体,能溶解于铝合金的气体主要是氢（其余是少量的,CO,等）；,氢主要来自铝,-,水气反应，在熔炼中由于该反应不可避免地将氢带入铝液。,铝液中气体和氧化夹杂的来源,氢气来源：,潮湿、带油污的炉料、,Al,2,O,3,表面吸附水汽及氢，搅拌时带入铝液；铝液表面吸附水。,氧化夹杂来源：,表面氧化膜、空气、水汽等被搅入铝液中。,铝合金的精炼原理,式中,H-,溶于铝中氢的浓度；,Ks-,氢的溶解度系数；,T-,热力学温度；,A,、,B-,常数，对铝合金而言，不同的合金类和不同的成分，其数值各不相同。,气体溶解度的,Sieverts,西华特定律,应尽量降低铝液表面上的氢分压，为此可采用真空处理。,向铝液中吹入惰性气体，以在其内形成氢分压起始为零的气泡来降低含氢量。,铝合金的组织,常温下，,Al-Si,二元系仅形成,和,相。通常把共晶中的,相称为共晶硅，在铸态下，,未经变质处理的,共晶硅,呈粗大的片状。,共晶和过共晶合金组织中的,相称为初晶硅。,铸态下未经变质处理的,初晶硅,呈粗大的块状和板状,。粗大的,相很脆，若不经变质处理，含,相多的铝硅合金不能在工业上得到实际应用。,L,L,L,+,+,+,w,Si,100,660,577,1414,1.65,12.6,99.83,铸态组织,共晶,Si,共晶,初生,(,Si),共晶,Si,共晶,共晶,初生,共晶,Si,初生,Si,当,Wsi,12.6,时,(,Al),(,+),共晶体,当,W,si,12.6,时,(,Si),+(+),共晶体,共晶,Si,共晶,初生,(,Al),硅相在自发非控制生长条件下会长,成片状,共晶硅的变质处理,概念,所谓变质处理是在熔融合金中加入少量的一种或几种元素（或加化合物起作用而得），改变合金的结晶组织，共晶体中的,硅相由原来的粗大片状变为细小纤维状,，从而改善机械性能。,方法,生产上常在合金液中加入,氟化纳与氯盐的混合物,来进行变质处理，加入微量的纯钠、锶等也有同样效果。,过共晶铝硅合金中初生硅的变质,变质前初生硅晶体长成粗大厚板片状,用磷变质处理能细化初生硅,Al-Si,过共晶合金（含,22,Si,）铸态组织（金属型）,初生硅的变质,一类是赤磷或含赤磷的混合变质剂；,另一类是含磷的中间合金（,Cu-P,）。,变质剂分类,形成,AlP,作为初生硅结晶的异质核心，使初生硅细化。,磷变质机制,亚共晶铝合金中初生,相的细化,变质方法,在纯铝和铝合金中加入少量,Ti、Zr、B,等元素。,变质机理,形成高熔点的固相质点（,Al,3,Ti,、,Al,3,Zr,和,TiB,2,等），具有与纯,Al,相同的晶格类型和相近的晶格参数，可作为其结晶的异质核心。,三 实验流程,得到不同条件下的铸件（变质前和变质后）,锯切成小的金相试样块,粗磨、细磨、抛光、浸蚀,金相观察,撰写实验报告,四 注意事项,所有用的模具、工具必须烘干,所用的覆盖剂、精炼剂要烘干,千万勿用手直接接触熔炼工具、模具，先试探，再操作。,五 实验报告,根据熔体净化处理的基本原理，讨论有哪些熔体净化方法。,给出本组实验中观察到合金变质前后的金相组织，试讨论,Al-Sr,中间合金变质,Al-Si,合金的机理。,