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1、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0.150.2cm3/100g(Al)以下，一些特殊要求的航空材料应在0.1cm3/100g(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
2、应不可避免地将氢带入铝液。,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
3、多的铝硅合金不能在工业上得到实际应用。,铸态组织,共晶Si,共晶,共晶,初生,共晶Si,初生Si,当Wsi12.6时 (Al)(+)共晶体 当Wsi12.6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
4、,用磷变质处理能细化初生硅,Al-Si过共晶合金（含22Si）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,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（Al3Ti、Al3Zr和TiB2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。,
