铝合金变质处理概述

铝合金变质处理概述

所谓变质处理就是在少量的专门添加剂(变质剂)的作用下改变铸态合金组织，使金属或合金的组织分散度提高的过程。目前，这种处理方法的技术术语很不统一，有的叫细化处理，还有的叫孕育处理。变质处理的分类也各不一样。有人根据金属及合金的最终组织变化特征将变质处理分为三类：把改变初生树枝晶和其他初生晶尺寸的处理叫第一类变质处理，把改变初生树枝晶内部结构的处理叫第二类变质处理，把改变共晶组织的处理叫第三类变质处理。也有人根据变质剂的作用特性，把变质处理分为三类四组。还有人按对结晶着的合金的物理作用和冶金作用来分类。显然，这些概念之间的界限是很难区分的。本手册把变质处理理解为金属及合金铸锭组织弥散度的提高。

目前，有各种说明变质处理过程的理论，其中，比较著名的有晶核形成论、碳化物论、包晶反应论、原子结构论等，但其中没有一种理论可以全面地说明这种过程。这是因为，第一，变质处理过程很复杂，既与熔炼条件有关，也与铸造条件有关;第二，不可控制的杂质有影响，铝合金中的某些元素的相互作用也有影响，它们增强或减弱晶粒细化的效果。

铸造铝合金变质处理

铸造铝合金变质处理 一、引言 铝合金是一种重要的结构材料，具有良好的力学性能和耐腐蚀性。然而，铝合金在铸造过程中会产生一些缺陷，如晶粒过粗、析出相不均匀等，从而影响其力学性能。为了改善铝合金的性能，铸造后常常需要进行变质处理。本文将探讨铝合金变质处理的原理、方法和应用。 二、铝合金变质处理的原理 铝合金变质处理是通过热处理方法改变合金的组织结构，达到调节性能的目的。变质处理的原理主要包括相变、析出和固溶。 1. 相变：在变质处理过程中，铝合金中的一些固溶相会发生相变，从而引起组织结构的变化。常见的相变有固溶相变、过饱和固溶相变和共析相变等。 2. 析出：在变质处理过程中，一些固溶相会从固溶体中析出，形成新的相或颗粒。这些析出相的形成可以改变合金的硬度、强度和耐腐蚀性能。 3. 固溶：固溶是指将合金加热至高温状态，使固溶体中的溶质原子分散均匀。通过固溶处理，可以消除合金内部的偏析和缺陷，提高合金的均匀性和稳定性。

三、铝合金变质处理的方法 铝合金变质处理的方法主要包括热处理和化学处理两种。 1. 热处理：热处理是指将铝合金加热至一定温度，保持一段时间后冷却。常见的热处理方法有固溶处理和时效处理。 - 固溶处理：固溶处理是将合金加热至固溶温度，使溶质原子充分溶解在基体中，然后快速冷却。固溶处理可以消除合金内部的偏析和缺陷，提高合金的均匀性和稳定性。 - 时效处理：时效处理是在固溶处理后，将合金加热至较低的温度，保持一定时间后冷却。时效处理可以使合金中的析出相得到充分的析出和成长，从而改善合金的强度和硬度。 2. 化学处理：化学处理是指利用化学反应改变合金的组织结构。常见的化学处理方法有酸洗、碱洗和电解处理等。这些化学处理方法可以去除合金表面的氧化物和杂质，提高合金的表面质量和耐腐蚀性能。 四、铝合金变质处理的应用 铝合金变质处理广泛应用于航空航天、汽车制造、电子设备等领域。 1. 航空航天领域：航空航天领域对铝合金的性能要求较高，因此变质处理是必不可少的工艺。通过变质处理，可以提高铝合金的强度、

铝合金基本知识

铝合金基本知识（一） 一、铝合金的分类及组织特点 １．铝合金的分类及性能特点 合金元素含量 1-变形铝合金;2-铸造铝合金;3-不能热处理强化;4-能热处理强化表1 铝合金分类 二、铝合金的强化方法

1．固溶强化 在纯铝中加入合金元素（Si Cu Mg Zn Mn Ni……等），形成铝基固溶体，从而提高铝合金的力学性能。 2．时效强化 合金元素在铝中的固溶度随温度的降低而减少，通过加热到一定温度、保温、淬火而得到过饱和的铝基固溶体，过饱和的铝基固溶体在室温下放置一段时间，或加热到某一温度，其强度、硬度随时间的延长而增高，塑性、韧性降低。在室温下放置产生时效的现象叫自然时效。加热产生时效的现象叫人工时效。 3．过剩相强化 合金元素超过其极限溶解度时，这些合金元素与铝或元素间形成硬而脆的金属间化合物，在合金中起阻碍滑移和位错运动的作用，使强度、硬度提高，塑性、韧性降低。 4．变质处理 加入微量元素（钛、锆、铍、锶、稀土等），在合金结晶时，作为晶核，起细化晶粒作用，提高合金的强度和塑性。 在铝合金液中加入微量钠或钠盐作为变质剂，进行变质处理，细化晶粒可以显著提高其强度和塑性。 5．冷作硬化 金属材料在再结晶温度以下变形，变形后材料即被强化，强化的程度随变形程度、变形温度及材料的性质而不同。同种材料，在同一温度下冷变形时，其变形程度越大，则强度越高。这是不能热处理的防锈铝合金和纯铝的强化方法。 三、铸造铝合金 1．铸造铝合金牌号 ○1在牌号的最前面用“Z”表示铸造，其后用化学元素符号及数字表示。例如：ZAlSi7Mg表示该平均含硅量为7%,平均含镁量为1%的铸造镁合金。 ○2用合金代号表示。合金代号由字母“Z”，“L”（它们分别是“铸”、“铝”的汉语拼音第一个字母）及其后的三位数字组成。ZL后面的第一位数字表示合金系列，1—表示铝硅合金；2—表示铝铜合金；3—表示铝镁合金；4—表示铝锌合金。其后的两位数字是表示该组合金的顺序。若为优质合金则在数字后加“A”，例如：ZL101A是铝硅合金，相当于ZAlSi7MgA。

ADC12铝合金的细化变质处理

ADC12铝合金的细化变质处理 一、实验目的 1）熟练ADC12铝合金的熔炼、精炼、细化和变质处理过程。 2）了解ADC12铝合金的组织变质处理的基本原理和方法。 3）分析晶粒细化剂（Al-5Ti-B\Al-5Ti-C）对ADC12合金的组织的细化效果及其影响。 4）分析变质剂（Mn\Sr) 对ADC12合金的组织的变质效果及其影响。 5）分析RE元素对ADC12合金的组织的细化变质效果及其影响。 6）了解各种变质的的单因素影响及正交实验的效果。 二、原理概述 由于Al-Si共晶合金(ADC12)有很好的铸造性能,且铸件轻、比强度高、热膨胀系数小、耐腐蚀性能高及切屑性能好, 故被广泛用于航天航空、汽车等工业。在再生铝合金ADC12铸件中，α-Al相是最主要的组织。在铸态时，α-Al相呈树枝状，并且比较粗大，其取向没有一定的规律，较为杂乱，这使得其性能不是很好。Fe在A l合金中通常被认为是最有害的杂质元素, 常见的Fe相为α-Fe 相( A l8 S iFe2 )和β-Fe 相( Al5 SiFe) 两种。硬而脆的针状的β-Fe相会破坏金属基体的连接强度, 大幅降低合金的力学性能(如抗拉强度)。Fe在A l合金中作为有害元素会显著降低合金的力学性能, 影响断裂粗糙程度等。 1.铝硅合金的细化处理 铝硅合金细化处理的目的主要是细化合金基体α-Al的晶粒。晶粒细化是通过控制晶粒和形核和长大来实现的。细化处理的基本原理是促进形核，抑制长大。对晶粒细化的基本要求是： 1）含有稳定的异质固相形核颗粒、不易溶解。 2）异质形核颗粒与固相α-Al间存在良好的晶格匹配关系。 3）异质形核颗粒应非常细小，并在铝熔体中呈高度弥散分布。 4）加入细化剂不能带入任何影响铝合金性能的有害元素或杂质。 晶粒细化剂的加入一般采用中间合金的方式。常用晶粒细化剂有以下几种类型：二元Al-Ti合金、三元Al-Ti-B合金、Al-Ti-C合金以及含稀土的中间合金。它们是工业上广泛应用的最经济、最有效的铝合金晶粒细化剂。这些合金元素加入到铝熔体中后，会与Al发生化学反应，生成 TiAl3、TiC、B4C等金属间化合物。这些金属间化合物相在铝熔体中以高度弥散分布的细小异质固相颗粒存在，可以作为α-Al形核的核心，从而增加反应界面和晶核数量，减小晶体生长的线速度，起到晶粒细化的作用。 晶粒细化剂的加入量与合金种类、化学成分、加入方法、熔炼温度以及浇注时间等有关。若加入量过大，则形成的异质形核颗粒会逐渐聚集，当其密度比铝

铝合金的变质处理

铝合金的变质处理 材料与能源学院金属材料工程2011级2班范宇鑫 【摘要】变质处理指的是向金属液内添加少量物质，促进金属液生核或改变晶体生长过程的方法。而铝合金制造过程中变质处理是必不可少的工艺，加入不同的变质剂对合金的工艺性能有着不同的影响。 关键词：铝合金变质处理 铝合金的制备主要有铸造和压力变形两种。铝合金制造过程中的缺陷有氧化夹渣、气孔气泡、缩松疏松、裂纹等。这些缺陷严重影响铝合金的性能，容易造成断裂和磨损。为了防止这些缺陷的产生，提高铝合金的工艺性能，加入变质剂就是一种有效的措施。变质处理的目的主要是细化晶粒、改善脆性相、改善晶粒形态和分布状况。变质处理的机理众说纷纭，主要分为两种：一是不溶性质点存在于金属液中的非均质晶核作用；二是以溶质的偏析及吸附作用。在变质剂完全溶解于金属液且不发生化学反应生成化合物的情况下，变质剂就像溶质一样，在凝固过程中，由于偏析使固/液界面前沿液体的平衡液相线温度降低，界面处成分过冷度减少，致使界面上晶体的生长受到抑制，枝晶根部出现缩颈而易于分离。同时，由于变质剂易偏析和吸附，故阻碍晶体生长的作用也加强。因此，往往只需加入少量变质剂，就能显著细化晶粒。其中，不同的变质剂所发挥的作用有所不同，常见以下几种变质剂：（1）钠盐变质剂：Na元素可使共晶硅的结晶由短圆针状变为细粒状，并降低共晶温度，增加过冷度，细化晶粒。其细化效果，对冷的慢的砂型、石膏型铸件 而言比较好，还有分散铸件（铸锭）缩窝的作用，这对要求气密性好的铸件 有重要的作用。钠盐变质法的成本低，制备也比较简单，适合批量小、要求 不很高的产品，但其缺点是，由于钠是化学活泼性元素，在变质处理中氧化、 烧损激烈、冒白色烟雾，对人体和环境都有危害，操作也不太安全，特别是 易使坩埚腐蚀损坏，它的充分变质有效时间短，一般不超过1h。钠还使Al-Mg 系合金的粘性增加，恶化铸造性能，当钠量多时，还会使合金的晶粒催化， 所以Al-Mg系合金和含Mg量高于2%的Al-Si合金，一般都不用钠盐变质剂来 进行变质处理，以免出现所谓“钠脆”现象。 （2）铝锶中间合金变质剂：这是国外使用的较多的一种高效变质方法。加入量为炉料总重量的0.04-0.05%的Sr。其优点是变质效果比钠盐好，氧化烧损也比钠 盐小，有效变质持续时间长，对坩埚的腐蚀性也比钠盐小，因而可使坩埚的

不同变质处理对铝合金组织性能的影响

不同变质处理对铝合金组织性能的影响铝合金是一种常见的金属材料，具有良好的强度和导热性能，广泛应用于航空航天、汽车制造、建筑和电子等领域。为了进一步提高铝合金的性能，通常会采用变质处理来改变其晶粒结构和微观组织。下面将详细探讨不同变质处理对铝合金组织和性能的影响。 1.固溶处理 固溶处理是铝合金中最常用的变质处理方法之一、该方法主要是通过加热使合金中的固溶元素溶解到α-Al基体中，然后快速冷却固溶体，使固溶元素保持在固溶体中的均匀分布状态。 固溶处理对铝合金的组织性能有以下影响： -细化晶粒：固溶处理能有效地细化铝合金的晶粒尺寸，提高材料的强度和韧性。 -去除析出物：固溶处理会将析出物溶解到基体中，使合金中的析出物减少或消失，从而提高材料的塑性。 -增加合金的均匀性：固溶处理能使固溶元素均匀地分布在基体中，防止合金中的偏析现象，提高合金的均匀性。 2.时效处理 时效处理是指将固溶体在适当温度下保持一段时间，使固溶元素重新溶解，然后通过析出和扩散形成细小的析出物，进而改善材料的性能。 时效处理对铝合金的组织性能有以下影响：

-产生弥散的细小析出物：时效处理会形成细小的析出物，如硬化相类似的Al3Cu、Mg2Si、MgZn2等，这些析出物的细小尺寸能阻碍晶格滑移和位错运动，从而提高材料的强度。 -提高合金的部分时效硬化能力：时效处理能够提高合金的部分时效硬化能力，使其在一定条件下保持一定的强度和韧性。 -改善热稳定性：时效处理能够提高铝合金的热稳定性，使其在高温下保持良好的性能。 3.组织性能对比 -固溶处理一般能够显著细化晶粒，而时效处理对晶粒尺寸几乎没有影响。 -固溶处理后的铝合金具有较高的塑性和韧性，而时效处理能够显著提高材料的强度。 -经过固溶处理和时效处理后的铝合金能够在一定程度上保持良好的热稳定性。 -固溶时效处理可以获得更好的综合性能，即在一定程度上提高了材料的强度和塑性。 综上所述，不同的变质处理对铝合金的组织性能有不同的影响。固溶处理主要通过细化晶粒和提高合金的均匀性来提高材料的塑性和韧性，而时效处理则能够通过形成细小的析出物来提高材料的强度和热稳定性。针对具体应用需求，在铝合金的变质处理过程中可以选择合适的处理方法以获得理想的性能。

铸造铝合金变质处理

铸造铝合金变质处理 铝合金是一种常见的轻质、高强度金属材料，具有良好的导热性和耐腐蚀性，在各个领域都有广泛的应用。然而，铝合金材料的性能还有进一步提升的空间。通过变质处理，可以改变铝合金的晶体结构和性能，使其更加适用于特定的工程应用。 变质处理是指通过加热和冷却等工艺操作，使铝合金材料的晶体结构和性能发生变化的过程。变质处理的目的是通过控制材料的组织结构，调节其硬度、强度、韧性和耐腐蚀性等性能，以满足不同工程应用的需求。 铝合金的变质处理主要包括时效处理和固溶处理两种方式。时效处理是指在合金经过固溶处理后，通过一定时间的加热保温，使合金中的固溶体逐渐析出出现硬化相，从而提高合金的强度和硬度。固溶处理则是通过加热将合金中的固溶体溶解，使晶体内的溶质原子均匀分布，提高合金的塑性和韧性。 在变质处理中，合金的成分和热处理工艺参数是影响处理效果的关键因素。合金的成分决定了合金的相变温度和固溶体的溶解度，而热处理工艺参数则决定了合金的组织结构和性能。因此，在进行变质处理前，需要对合金的成分和热处理工艺进行充分的分析和调整。变质处理的具体工艺流程如下：首先是固溶处理，将铝合金加热至固溶温度，使固溶体溶解；然后进行淬火，迅速冷却合金，使固溶

体快速凝固；接着是时效处理，将淬火后的合金加热至时效温度，保持一定的时间，使析出相形成；最后冷却至室温，变质处理完成。变质处理可以显著提高铝合金的性能。通过时效处理，合金的硬度和强度得到提高，适用于对强度要求较高的工程结构。固溶处理则能够提高铝合金的塑性和韧性，适用于对冲击韧性要求较高的应用场景。不同的变质处理方式可以根据具体需求进行选择和调整，以获得最佳的性能。 变质处理也有一些注意事项。首先，变质处理需要严格控制加热和冷却速度，以避免产生不均匀的组织结构。其次，合金的成分和热处理工艺参数需要进行合理的选择和调整，以确保处理效果的稳定和可靠。最后，变质处理后的合金需要进行适当的表面处理，以提高其耐腐蚀性和装饰性。 铸造铝合金的变质处理是一种重要的工艺，可以通过控制合金的组织结构和性能，提高其强度、硬度、韧性和耐腐蚀性等性能，适用于不同的工程应用。合理选择变质处理方式和调整热处理工艺参数，可以获得最佳的处理效果。变质处理的成功应用，为铝合金材料的进一步发展和应用提供了重要的支持和保障。

变质处理

变质处理就是向金属液体中加入一些细小的形核剂（又称为孕育剂或变质剂），使它在金属液中形成大量分散的人工制造的非自发晶核，从而获得细小的铸造晶粒，达到提高材料性能的目的。 变质处理是目前工业生产中广泛使用的方法。变质剂加入液态金属时，能直接增加形核核心，这一类变质剂称为孕育剂，相应处理称为孕育处理。如在铁水中加入硅铁，硅钙合金都能细化石墨。 变质剂的分类 生产中常用的变质剂有形核变质剂和吸附变质剂。 变质处理 经过系统研究锶盐及其复合变质剂对铝硅合金的变质效果，以及几种处理方法对铝合金中杂质元素镁、锌的影响规律，所得主要结果是：锶盐可以使铝硅合金的硅相由针杆状变为长度尺寸在100μm以下的短杆状或弯曲的纤维状。锶盐变质剂存在着与锶变质相同的变质潜伏期现象。将锶盐与钠盐或磷盐复合变质能够消除这种现象。所研究的变质剂加入量小，提高合金的力学性能和使用性能；真空蒸发处理能够有效地降低铝合金中的杂质锌量，向铝合金中吹入氟利昂与氮气的混合气体或加入六氯乙烷熔剂都能够非常有效地降低铝合金中的杂质镁量，根据铝合金的含镁量确定氟利昂的吹入量或六氯乙烷的加入量。 变质处理目的 有意地向液态金属中加入某些变质剂,以细化晶粒和改善组织,达到提高材料性能的目的，减少避免造成的浪费。 变质处理的发展趋势 低成本、高效、无污染、多功能化的复合变质是变质处理的发展趋势。含稀土元素的变质和复合变质是铸造Al-Si合金变质处理的发展趋势。 评定Al—Si合金变质度的新方法 根据扫描电镜照片，对Si相分类统计，用概率统计求其数学期望值来定义变质度，结果表明，新方法直观，数据可靠，是对铝合金变质规律进行定量化研究的方法

氯盐保护、C2Cl6精炼、变质

2．铝合金的熔炼工艺 1）溶剂保护在一般熔炼温度下熔炼铝合金时，不必专门采取防氧化措施。但当铝合金中有促使Al2O3薄膜疏松的元素，如镁含量较高，或熔炼温度过高时（＞9O0℃），必须采用熔剂保护。熔炼铝合金常用氯盐（KCl、NaCl等）作熔剂。在熔炼时加入少量氯盐，把铝液覆盖起来，可减少铝合金的氧化，可防止炉气中的有害气体进入铝液中。 2）铝合金的精炼铝合金由液态变为固态时，氢在铝中溶解度由很大一下子变得很小，凝固时气体来不及逸出，便形成内部气孔。由于铝合金的易氧化、气孔形成倾向大，所以铝合金必须进行精炼，以去除气体和氧化物夹杂。常用的精炼剂是六氯乙烷（C2Cl6）或氯化锌（ZnCl2）等。在熔炼后期将精熔剂用钟罩压入铝液中将发生以下反应 3C2Cl6＋2Al → 3C2Cl4 ↑＋ 2AlCl3 ↑ 3ZnCl2＋2Al → 3Zn＋2AlCl3 ↑ 反应后生成的四氯乙烯和三氯化铝，其沸点分别为121℃和 183℃，它们在铝液温度下形成不溶于铝液的气泡并上浮，溶解于铝液中的过饱和的氢原子和氢分子及其它气体迅速向气泡中扩散聚集，铝液中的氧化物等杂质也吸附在气泡表面，随气泡上浮而被带到液面上来，经扒渣而去除，从而使铝液得到净化，以防止铝铸件内部产生气孔和夹杂。 精炼前应将精炼剂按铝液重量比称好（六氯乙烷加入量为O．4%～0．6%；ZnCl2加入量为0．15%～0．2%），分成2～4包用铝箔分别包好，铝液加热到 700～730℃后分批用钟罩压入液体深度的1／3处，轻轻晃动，直到不冒气为止。精炼后，静置数分钟，让气泡全部逸出后即可浇注。 3）铝合金的变质处理用含硅量大于6%的铝合金（如ZL7、ZL11等）浇注厚壁铸件时，易出现针状粗晶粒组织使铝合金的力学性能下降。为了消除这种针状组织，在浇注之前向铝液中加入2%（重量百分比）的钠盐混合物（氟化钠67%，氯化钠33％）。浇注温度为75O℃～780℃，在铝合金凝固结晶时，钠原子可阻止硅生成针状粗晶粒组织，使晶粒细化，力学性能提高。这种工艺方法称为变质处理。 变质处理前应将配好的变质剂放到炉中，在300℃～400℃烘烤3h～5h，以去除水分。浇注前用铝箔将变质剂包好，用钟罩或压勺将变质剂压入铝液面下40～60mm，轻轻搅动使其均匀地熔入铝液中，经炉前检验合格，即可浇注。

解释变质处理及其原理

变质处理原理变质处理的目的及方法？ 铝合金变质的原理？ 变质处理的目的及方法？ 铝合金变质的原理就是改善了合金的强度和塑性。 应用最多的是铝硅合金，其成分在共晶点附近，因而具有优良的铸造性能，即流动性好，但其组织为粗大的针状硅晶体和α固溶体组成的共晶体，以及少量的多面体形的初生硅晶体。因为粗大的针状组织，所以合金韧塑性较差，需要进行变质处理。 浇注前加入变质剂（常用钠盐），促进硅形核，并吸附在硅表面阻碍它长大，而使合金组织细小，最终改善了合金的强度和塑性。 铝合金变质的原理？ 铝合金变质的原理：所谓变质处理就是在少量的专门添加剂(变质剂)的作用下改变铸态合金组织，使金属或铝合金的组织分散度提高的过程。目前，这种处理方法的技术术语很不统一，有的叫细化处理，还有的叫孕育处理。变质处理的分类也各不一样。 铝合金变质的原理？ ①铝合金产品的保存环境、温度和湿度都比较适合霉菌生长；

②铝合金表面混有一定的物质它会自动向空气中吸收水分形成一种原电池腐蚀反应，最适合霉菌的生长； ③铝合金表面有油脂、纤维素等一些适合霉菌生长的土壤，只要温度和湿度适宜，霉菌就会快速生长。 al-si合金的变质处理原理？ Al-Si合金铸造后得到的组织是粗大的针状硅晶体和α固溶体的共晶组织，粗大的硅晶体极脆，严重地降低了合金的塑性和韧性。为改善合金的性能需采用变质处理，即在浇注前在合金液体中加入变质剂(常用钠盐混合物)，以细化合金组织，提高合金的强度和塑性，由于钠能促进Si的生核，并能吸附在Si的表面阻碍它长大，使合金组织细化，同时使共晶点右移，原合金成分变为亚共晶成分，所以变质后的组织为初生α固溶体细密的共晶体(αSi)组成。 氢氧化钠变质原理？ 氢氧化钠变质原因可能是吸收了空气中的水而发生了潮解，或者与空气中的二氧化碳发生反应生成碳酸钠而变质。 氢氧化钠，强碱性无机物，俗称苛性钠、火碱、烧碱等，呈无色透明晶体状，不溶于乙醚等，易溶于甘油、水等，氢氧化钠水溶液具有极强的腐蚀性。

铝硅合金变质的方法及效果【详解】

铝硅合金是一种以铝、硅为主成分的锻造和铸造合金，一般含硅量为11%，同时加入少量铜、铁、镍以提高强度，密度约为2.6～2.7g/cm3，导热系数约为101～126W/(m·℃)，杨氏模量为71.0GPa，冲击值约为7～8.5J，疲劳极限为±45MPa。 铝硅合金由于质量轻、导热性能好，又具有一定强度、硬度以及耐蚀性能，因此，在汽车工业及机器制造业中广泛用来制作一些滑动摩擦条件下使用的零件。 变质处理的意义: 铸造铝硅合金因具有密度低、强度高、耐磨耐热性好、热膨胀系数小等优点，是铸造铝合金中应用范围广、产量大的一类合金。铝硅二元相图为典型的共晶型相图，共晶点硅的质量分数为11.7%，共晶温度为577℃。硅在铝中固溶度为1.65%，室温时固溶度约为0.05%，根据硅含量的高低，将铝硅合金分为亚共晶型、共晶型和过共晶型合金。在常规铸造铝硅合金的组织中，存在针状的共晶硅和粗大的形状复杂的初晶硅，恶化了合金的性能。在工业上采用变质处理来改变硅相的形貌，使其以有利的形状、较小的尺寸均匀分布在基体中，对于提高铸造铝硅合金的性能具有很好的效果。 变质的方法及效果: 能对铝硅合金中共晶硅起到变质作用的元素有多种，如Na、Sr、Ba、Bi、Sb和稀土元素Ce等。其中变质作用最为显著、在生产上应用广泛的是Na，近年来Sr变质也逐渐在生产上得到应用。

当用含有氟化钠成分的复合盐类变质剂（例如成分为ωN▪F=45%，ωN▪Cl=40%，ωKCl=15%）对铝液进行处理，或往铝液中加入AI-Sr合金，以使铝液中含有残留Na为ωNa0.001~0.003%或残留Sr为ωSr=0.01～0.03%时，能得到良好的变质效果，使合金组织中的共晶硅变成纤维状从而显著提高合金的强度和塑性。 变质处理除了改变硅晶体结构外，还使合金的共晶程度有所改变。用Na进行变质处理，会使共晶点右移，即使共晶含硅量增高，因此当处理前合金为共晶成分时，经过处理后即变为亚共晶成分。 变质处理在铸造铝合金生产上应用非常普遍，实际上对ωSi=5~11%的铝硅合金都实行晶成分范围内，随合金含硅量的提高，变质的效果越显著，前且变质处理在提高合金塑性方面的效果比在提高强度方面更为显著。 变质处理的效果还与合金的结晶过冷度（铸件的冷却速度）有关，铸件壁愈厚，即冷却愈缓慢时，变质处理的效果愈小。这称为变质处理的壁厚敏感性。同理，变质处理在金属型铸造条件下的效果比砂型铸造更显著。不同变质元素的壁厚敏感性大小不同。用Na或Sr进行变质时，壁厚敏感性较小，而用Sb或Bi进行变质时，壁厚敏感性较大，即只有在较薄壁铸件或在金属型铸造条件下，才有显著的变质效果。 铝硅合金的变质处理也有衰退的现象，即变质的效果随着处理后时间的延长而逐渐消失。这一点与铸铁中孕育衰退的现象是相似的。变质效果的衰退是由于合金中变质元素的残留量随

铸造铝合金的精炼处理及质量控制

目录 1 绪论 (1) 1.1 铸造铝合金的现状与发展趋势 (1) 1.1.1 铸造合金的现状 (1) 1.2 未来发展趋势 (2) 2 铝及铝合金 (3) 2.1 铝的概述 (3) 2.1.1 铝的简介 (3) 2.1.2 铝材的发展史 (3) 2.2 铝材的性质 (5) 3 铸造合金的熔炼 (6) 3.1 铸造合金熔炼前准备 (6) 3.2 铸件质量的相关因素 (6) 3.3 熔炼导致的缺陷分析及防止 (8) 3.4 铸造铝合金的浇铸 (9) 4 铝合金精炼及变质处理 (11) 4.1 精炼工艺选定及变质处理 (11) 4.1.1 精炼工艺选定 (11) 4.2 变质处理 (16) 5 铸件质量检验 (22) 5.1 铸造铝合金质量检验 (22) 5.1.1 铸件检验程序及方法 (22) 6 结论 (24) 致谢 (25) 参考文26

1绪论 1.1 铸造铝合金的现状与发展趋势 1.1.1铸造合金的现状 铸造铝合金为传统的金属材料由于其密度小、比强度高等特点广泛地应用于航空、航天、汽车、机械等各行业。随着现代工业及铸造新技术的发展对铸造铝合金需求量越来越大。例如80年代末到90年代初在铸件总量停滞甚至下降的时候日本的铝铸件产量一直保持着年递10%左右的高增长率[1]。又以汽车工业为例由于要降低能耗汽车需减重各国广泛地采用铝等有色铸件代替钢铁铸件。到2001年小汽车总重将降低为800kg其中钢铁零部件为200kg铝合金零部件为275kg镁合金将增为40kg[2]。而汽车零部件70%为铸件由此可以看出铸造铝合金的研究及应用将继续得到发展。 铸造铝合金的研究一直备受关注由于铝合金的熔点相对较低故许多学者以其为对象研究铸造过程的机理。同时为全面发挥铝合金潜力在铝合金熔炼工艺及铸造工艺上的研究较多如:铝合金净化、变质、细化、合金化、纯化等这些先进的工艺技术研究旨在改善铸造合金的工艺性进一步提高合金的性能生产出优质铸件以满足人们对铸件的越来越高的要求。此外许多特种铸造铝合金也相继研制出如高强度铸造铝合金ZL205A，Pb可达500MPa;耐热铸造铝合金ZL208使用温度为250～350℃[3]。随着工业化进程的加快一方面追求合金本身高的性能另一方面对铸件的要求也日益提高。现在铝合金铸件的发展趋势是规模化的工业生产和良好的复杂铸件整体性能。铸造形状复杂尺寸精密大型薄壁整体无余量铸件是将来一段时期铸铝件的发展方向。与此相对应的研制将若干个铸件组合成一个整体提高铸件的整体结构性能如刚性、强度等同时也提高了铸件的可靠性。近年来,铸造铝合金的研究也得到相应的发展,其中发展较为迅速的是铸造铝基复合材料。铸造Al2Si基SiC颗粒增强复合材料的研究和应用相对成熟。随着SiC颗粒的加入提高了合金的性能尤其是刚性和耐磨性并已应用到航空、航天、汽车等领域[4]具有广阔的应用前景。此外一些新型特种功能的铸造铝合金材料也处于研究应用阶段。尽管铸造铝合金具有广阔的应用前景但其研究与应用也面临着严峻的挑战。随着现代工业的飞速发展人们对铸件

铝及铝合金热处理工艺

1.铝及铝合金热处理工艺 1.1 铝及铝合金热处理的作用 将铝及铝合金材料加热到一定的温度并保温一定时间以获得预期的产品组织和性能。 1.2 铝及铝合金热处理的主要方法及其基本作用原理 1. 2.1 铝及铝合金热处理的分类（见图1） 均匀化退火 中间退火 成品退火 回归 图1铝及铝合金热处理分类 1.2.2 铝及铝合金热处理基本作用原理 （1）退火：产品加热到一定温度并保温到一定时间后以一定的冷却速度冷却到室温。通过原子扩散、迁移，使之组织更加均匀、稳定、，内应力消除，可大大提高材料的塑性，但强度会降低。 ① 铸锭均匀化退火：在高温下长期保温，然后以一定速度（高、中、低、慢）冷却，使铸锭化学成分、组织与性能均匀化，可提高材料塑性20%左右，降低挤压力20%左右，提高挤压速度15%左右，同时使材料表面处理质量提高。 ② 中间退火：又称局部退火或工序间退火，是为了提高材料的塑性，消除材料内部加工应力，在较低的温度下保温较短的时间，以利于续继加工或获得某种性能的组合。 退火 铝及铝合金热处理 固溶淬火 时效 人工时效 多级时效 欠时效 离线淬火 卧式淬火 立式淬火 自然时效 过时效

③完全退火：又称成品退火，是在较高温度下，保温一定时间，以获得完全再结晶状态下的软化组织，具有最好的塑性和较低的强度。 （2）固溶淬火处理：将可热处理强化的铝合金材料加热到较高的温度并保持一定的时间，使材料中的第二相或其它可溶成分充分溶解到铝基体中，形成过饱和固溶体，然后以快冷的方法将这种过饱和固溶体保持到室温，它是一种不稳定的状态，因处于高能位状态，溶质原子随时有析出的可能。但此时材料塑性较高，可进行冷加工或矫直工序。 ①在线淬火:对于一些淬火敏感性不高的合金材料，可利用挤压时高温进行固溶，然后用空冷（T5）或用水雾冷却（T6）进行淬火以获得一定的组织和性能。 ②离线淬火:对于一些淬火敏感性高的合金材料必须在专门的热处理炉中重新加热到较高的温度并保温一定时间，然后以不大于15秒的转移时间淬入水中或油中，以获得一定的组织和性能，根据设备不同可分为盐浴淬火、空气淬火、立式淬火、卧式淬火。 （3）时效：经固溶淬火后的材料，在室温或较高温度下保持一段时间，不稳定的过饱和固溶体会进行分解，第二相粒子会从过饱和固溶体中析出（或沉淀），分布在a（AL）铝晶粒周边，从而产生强化作用称之为析出（沉淀）强化。自然时效：有的合金（如2024等）可在室温下产生析出强化作用，叫做自然时效。 人工时效：有些合金（如7075等）在室温下析出了强化不明显，而在较高温度下的析出强化效果明显，称为人工时效。 人工时效可分为欠时效和过时效。 ①欠时效：为了获得某种性能，控制较低的时效温度和保持较短的时效时间。 ②过时效：为了获得某些特殊性能和较好的综合性能，在较高的温度下或保温较长的时间状态下进行的时效。 ③多级时效：为了获得某些特殊性能和良好的综合性能，将时效过程分为几个阶段进行。 可分为二阶段、三阶段时效 （4）回归处理：为了提高塑性，便于冷弯成形或矫正形位公差，将已淬火时效的产品，在高温下加温较短的时间即可恢复到新淬火状态叫回归处理。 2、铝及铝合金产品状态表示法 2.1基本状态代号，见表1

铝合金液熔体处理晶粒细化与变质处理

职业教育材料成型与控制技术专业 教学资源库 《铝合金铸件铸造技术》课程教案 铝合金液熔体处理 —晶粒细化与变质处理 制作人：张保林 陕西工业职业技术学院

铝合金液熔体处理 ——晶粒细化与变质处理 一、概述 对铝合金熔体进行细化、变质处理，以控制铝铸件的铸态组织是铸造铝合金熔炼的重要一环，也是获得高品质铝铸件的基本条件。 对于A1-Cu系、Al-Mg系、Al-Zn系等固溶体型合金，为防止产生铸造裂纹，提高力学性能，一般都需要进行细化处理，以使α(A1)固溶体的晶粒细化；对A1-Si系合金一般也常对其进行α(A1)晶粒细化处理。 二、晶粒细化 α(A1)晶粒细化处理。常用的晶粒细化剂有钛、硼、锆及稀土金属等，以中间合金或盐类形式加入铝液。 （1）中间合金形式加入 常用细化剂主要有Al-Ti、Al-B、Al-Ti-B和Al-Ti-C等中间合金。这些细化剂加入铝液后产生大量的TiAl3、AlB2、TiB2、TiC等微粒，它们熔点都较高，且晶格常数与α(A1)固溶体的很相近，所以作为异质核心抑制树枝状初生α(A1)晶粒的长大。 不同的细化剂细化效果和衰退特性是有区别的。常用的Al-5％Ti、 Al-5％Ti-1％B和A1-4％B细化剂对A356合金(与ZLSi7Mg相近)晶粒作用效果比较见图1。

图1 A356合金晶粒细化效果比较 细化剂的加入量和合金种类、成分、加入工艺、熔炼温度、浇注时间等有关，细化剂的加入温度一般为710～730℃，加入量占合金的0.4％～0.6％。添加Ti、B元素细化处理的铝液中，如果存在Zr、Cr、Mn等元素，将减弱细化效果，甚至出现“中毒”而失去细化效果。其原因有些研究者认为是由于Zr、Cr、Mn等元素与TiAl3、TiB2、TiC微粒之间发生作用，形成了新相改变了原有的点阵常数，因而失去了异质核心作用所造成的。 （2）盐类形式加入。 含有很强晶粒细化作用的Ti、B、Zr等元素的氟钛酸钾、氟硼酸钾、氟锆酸钾等盐类物质。用盐类细化剂处理时由于反应生成的TiAl3、TiB2 等微粒细小且弥散分布在整个熔体内，细化效果好，抗衰退能力强。 盐类细化处理时细化剂组成、加入量和加入温度见表1。

铝合金阳极氧化工艺,铝合金的腐蚀_概述说明以及解释

铝合金阳极氧化工艺,铝合金的腐蚀概述说明以及解释1. 引言 1.1 概述 本文旨在介绍铝合金阳极氧化工艺以及铝合金的腐蚀问题。随着现代工程技术的发展，铝合金作为一种轻量、高强度和易加工的材料，在航空航天、汽车制造和建筑等领域得到广泛应用。然而，铝合金在实际使用过程中很容易受到腐蚀的影响，这不仅会降低材料的性能和寿命，还可能导致严重事故的发生。因此，了解和掌握铝合金阳极氧化工艺以及相关腐蚀问题具有重要意义。 1.2 文章结构 本文分为五个主要部分：引言、铝合金阳极氧化工艺、铝合金的腐蚀概述、铝合金腐蚀的解释以及结论。首先，在引言部分将对文章内容进行概述，并介绍文章结构。其次，在第二部分将详细介绍铝合金阳极氧化工艺的原理、步骤与条件以及应用和优势。第三部分将对铝合金的腐蚀进行概述，包括腐蚀的原因、类型和影响因素。在第四部分中，将解释引发铝合金腐蚀的化学反应，并介绍表面保护措施与方法。最后，在结论部分对本文进行总结评价，并提出对铝合金阳极氧化工艺和铝合金腐蚀研究的展望与建议。 1.3 目的

本文的目的在于提供关于铝合金阳极氧化工艺和铝合金腐蚀问题的详细说明和解释。通过深入了解和分析相关理论和实践案例，读者将能够更好地理解铝合金阳极氧化工艺的原理、步骤与条件，并了解其在不同领域中的应用和优势。同时，文章还将探讨铝合金腐蚀产生的原因、类型以及相关影响因素，并介绍一些有效的表面保护措施和方法。通过本文的阅读，读者将能够加深对铝合金阳极氧化工艺和防止铝合金腐蚀问题的认识，为工程实践提供参考依据，并有助于进一步推动相关研究领域的发展。 2. 铝合金阳极氧化工艺: 2.1 工艺原理: 铝合金阳极氧化是一种通过电流控制的电化学氧化处理方法，可将铝合金表面形成一层致密、硬度高、耐磨、耐腐蚀的氧化膜。该工艺基于阳极原理，将铝合金作为阳极，在硫酸或草酸等电解液中进行电解处理。在正向直流电场下，阳极表面的铝与电解液中的氧发生反应产生氧化物，并沉积在铝合金表面形成一层均匀且具有陶瓷性质的氧化膜。 2.2 步骤和条件: 铝合金阳极氧化包括以下主要步骤：净洗、除油、酸洗/钝化、前处理、导电装置安装、主阳极电解槽操作。其中，净洗和除油旨在去除铝合金表面的污垢和油脂，以保证后续工序能够顺利进行。酸洗/钝化用于去除可能存在的铈或镍等敏感元素，并使表面更易反应。前处理阶段包括预处理和封闭处理，以提高氧化膜

一种用于R14铝合金的变质处理方法

（19）中华人民共和国国家知识产权局 （12）发明专利申请 （10）申请公布号 CN103589881A （43）申请公布日 2014.02.19（21）申请号CN201310626756.2 （22）申请日2013.11.29 （71）申请人江苏苏中铝业有限公司;哈尔滨工业大学 地址225300 江苏省泰州市海陵区苏陈镇苏泰路853号 （72）发明人花卫东;陈善茂;陈玉勇;朱明冬;孔凡涛;冯玉凤 （74）专利代理机构哈尔滨市松花江专利商标事务所 代理人侯静 （51）Int.CI 权利要求说明书说明书幅图 （54）发明名称 一种用于R14铝合金的变质处理方法 （57）摘要 一种用于R14铝合金的变质处理方法，本 发明涉及变质处理方法。本发明要解决现有变质 剂存在使合金的板块初晶硅和长针片状共晶硅组 织粗大，合金力学性能低，产生有毒气体，污染 环境的问题。方法：一、熔炼，精炼；二、加入 变质剂；三、浇注。本发明的直接采用了工业中 常用的Al-10RE中间合金，变质剂易于获得，无 需特殊工艺制备合成，节省了成本，工艺简单， 使用方法容易，不需要增加专用的辅助设备，使

用过程便于工业操作。本发明用于R14铝合金的 变质处理。 法律状态 法律状态公告日法律状态信息法律状态 2014-02-19公开公开 2014-03-19实质审查的生效实质审查的生效 2016-02-03发明专利申请公布后的视为撤 回 发明专利申请公布后的视为撤 回

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铝合金基础知识.docx

铝合金基础知识 一、常用术语 1.1合金：由基体元素、合金元素和杂质元素组成的一种金属物质。 1.2杂质：存在于金属屮但并非是有意加入或保留的金属或非金属元索。 1.3变形铝合金：主要通过塑性变形加工成产品的合金。 1.4纯铝：铝含量至少为99.0%且Si和Fe含量不大于1%,其余元素含量不大于0.1%。 1.5型材：延其纵向全长，横断面均一，且横断面形状不同于棒材、管材、线材、板材等 压力产品，型材乂可分为空心型材和实心型材。 1.6热处理：将金属材料放在一定的介质内加热、保温、冷却，通过改变材料表面或内部 的金相组织结构来控制其性能的一种热加工工艺。 1.7加工硕化：金属材料在再结晶温度以下发生塑性变形时強度和硕度升高，而塑性和韧 性降低的现象。 1.8变质处理：在铝合金液屮加入微量钠或钠盐作为变质剂，进行变质处理，细化晶粒可 以显著提高其强度和塑性。 1.9淬火：将加热到高温的合金置入液态或气态介质中或与固体相接触，使合金快速冷却 的一种热处理方法。 1.10固溶处理：通过高温加热使铝合金中的强化相溶入基体，随后快速冷却以抑制强 化相在冷却过程中重新析出，以获得铝基过饱和固溶体的过程。 1.11均质（均匀化退火）：均匀化退火是通过高温下常时间保温，原子充分扩散而使 铸锭枝晶偏析消除达到成分、组织均匀，改善室温下塑性以及冷、热加工工艺性能, 降低铸锭热轧开裂的危险。同时，均匀化退火可降低变形抗力，提高设备生产效率。 均匀化退火的工艺制度，包括退火温度、加热速度、保温时间及冷却速度。 1.12时效处理：在一定的温度下，保持一定的时间，过饱和固溶体发生分解（称为脱 溶），引起铝合金强度和硕度大幅度提高，这种热处理过程称之为时效。在室温下自然停放一定的时间，铝合金强度及硬度提高的方法称为自然时效。人为的将铝合金制品在高于室温下的某一温度，保温一定的时间，以提高铝合金强度及硕度的方法称人工时效。时效强化的实质是从过饱和固溶体中析岀许多非常细小的沉淀物颗粒（一般是金属化合物，也可能是过饱和固溶体中的溶质原子在许多微小地区聚集）, 形成一些体积很小的溶质原子富集区。

铝合金A356.2

A356.2合金锭 1、性能与特点： 具有流动性好，无热裂倾向，线收缩小，气密性好等良好的铸造性能，比重小，耐蚀性良好，易气焊，随铸件壁厚增加强度降低的程度小，铸态下使用，变质后机械性能提高。 铸锭断口致密，无熔渣和非金属夹杂物。 2、用途： 主要用于汽车，轿车，摩托车轮铸件的新型铝合金。 A356.2合金锭1、性能与特点：具有流动性好，无热裂倾向，线收缩小，气密性好等良好的铸造性能，比重小，耐蚀性良好，易气焊，随铸件壁厚增加强度降低的程度小，铸态下使用，变质后机械性能提高。铸锭断口致密，无熔渣和非金属夹杂物。2、用途：主要用于汽车，轿车，摩托车轮铸件的新型铝合金。3、化学成分：A356.2铸造铝合金锭化学成分执行标准ASTM,Si：65.-7.5，Mg0.30-0.45，Ti《0.2，Fe《0.12，Mn《0.05，Cu《0.1，Zn《0.05 ，Al余量（%） 宁夏富凯液力传动有限责任公司宁夏富凯液力传动有限责任公司宁夏富凯液力传动有限责任公司宁夏富凯液力传动有限责任公司铸造车间铸造车间铸造车间铸造车间铝合金冶炼操作规程铝合金冶炼操作规程铝合金冶炼操作规程铝合金冶炼操作规程 1.1铝合金材质要求（GB1173-86）合金牌号合金代号主要元素含量（%）SI Cu Mg Zn Mn AI ZAISI12 ZAI102 10-13 0.1 余量ZAISI9Mg ZAI104 8–10 0.2-0.3 0.5 余量ZAISI5Cu1Mg ZAI105 4.5-5.5 1—1.5 余量1.2铝合金炉料要求1）铝锭：进厂的铝锭应有符合技术要求的化学成分和杂质限量。2）回炉料：不同材质的回炉料应分别存放，避免潮湿，严禁露天堆放。3）所有需冶炼的炉料都应预热，预热的目的是为了除去表面吸附的水分和油污和缩短冶炼时间、减少铝合金吸气。 1.3 熔炼工具的准备1）坩埚、压瓢、搅拌勺、撇渣勺上的残渣应清理干净然后再预热（200～300℃）上涂料备用。 1.4 铝合金的熔炼1）装料：首先在坩埚底部加入中等尺寸的回炉料。坩埚上部加大快回炉料和铝锭。易容的镁锭和锌锭在熔化后期加入。以免在熔化过程中烧损和氧化。2）上述炉料全部溶化后控制炉温在700℃时再加入镁锭、锌锭和其他易烧损的合金。 1.5 铝合金的精炼1）铝合金的精炼是为了排除合金液中的氢气和氧化夹杂物，精炼是是铝合金熔炼工艺的重要操作工序。2）精练的操作要点：在铝液温度控制在710℃时将精炼剂装入带孔的钟罩中分批压入铝液中，使钟罩与坩埚底部保持100～150毫米，并缓慢作圆周移动。整个精炼时间为5～8分钟。1.6 铝合金的变质处理1）变质处理主要是改变共晶硅的形貌从而显著提高合金的力学性能。2）变质剂在使用前必须脱水处理，因为变质剂都有一定的吸湿性，如果干燥不彻底合金会吸气。3）变质剂加入量一般为合金重量的2～3%，在铝液温度达到730℃时将变质剂均匀撒在合金液体表面，静置10分钟，使变