硼化处理对铝合金性能的影响一、实验目的学会综合应用已学的相关课程知识，解决实际问题达到理论知识的复习、巩固、验证与应用及动手能力的培养和工程经验的积累的目的本实验旨在培养考察材料专业本科学生对专业知识、专业技能的掌握和运用，通过铸铝的熔炼、轧制、热处理工艺，以及热处理之后对材料性能、组织成分的检测等材料制备整个流程的设计实验，要求学生设计实验方案、 进行实验过程操作、对实验制备得到的试样进行性能检测和成分分析二、实验材料及设备纯铝块、 AL-SI 锭（含 Si 量 20% ）、Mg锭、Cu片、RE-AL锭（含 RE10% ）、B-AL锭（含 B3% ）、变质剂、精炼剂、铸模、坩埚、侵盐勺、大铁夹、锯子、锡纸、井式炉、轧机、游标卡尺、 加热炉、箱式炉、硬度仪、 金相显微镜、 吹风机、数码相机、计算机、金相砂纸、腐蚀液三、实验方案设计合金Si (% )Mg (% )Cu (% )B (% )Re (% )余量3-10.40.40.1500.15Al3-20.40.40.150.030.153-30.40.40.150.060.15实验基本流程：金属熔炼→浇注成型→轧制→热处理→组织成分、力学性能检测。
四、实验步骤1 ．合金的熔炼与铸造A、根据要求的合金成分计算各种成分添加量：以成分一为例：要求含Si 量的质量百分数为0.4%，含 Mg量的质量百分数为 0.4%，含 Cu量的质量百分数为0.15%，含 B量的质量百分数为0]%，含 RE量的质量百分数为0.15%，剩余的均为 Al 原料中 Si 以 Al-Si合金的形式加入，由此可知 Al-Si所占的质量百分数 =Si的质量百分数 /Al 在 Al-Si所占的质量百分数 =0.4%/20%=2% 同理可知 RE-Al 质量百分数为 1.5%，由于 Mg的熔点低，存在 3% 的烧损，所以 Mg再加入时会多加入一些因此以纯铝方式加入的铝所占百分数=1—其他加入量所占百分数=1-2%-0.4%-0.15%-1.5%=95.95% 计算出所配试样的 =2400/95.95%=2501.30g 可得 AL-Si 质量=2501.30g*2%=50.03g 同理可计算出其他原料所加入量Mg的质量=2501.30g*0.4%=10g 可是 Mg存在 3% 的烧损， 所以加入 Mg=10.31g 由此可得以下表格中的数据纯铝锭的质量为2400g B．进行熔炼铸造铝合金熔炼方法，包括以下步骤：①将适于熔炼铝硅合金的熔炼炉清理干净，准备熔炼操作用各种工具， 清理干净，并烘烤去除水份；②将预先计算好的各种原料用锯子锯出合适质量用锡纸包好，备用。
③装炉熔化： 2400g纯铝在坩埚内熔化后，铝液温度达到690℃-720℃时加入 50.03gAl-Si锭， 10.31g 的 Mg ，3.75gCu 后加入覆盖剂等适当时间后，加入37.2552gAl-RE 后加入覆盖剂， 按需要调整好铝液的化学成份适当时间后进行除气、精炼、变质、细化综合处理，是当铝液温度达到700-730℃时进行精炼、变质、细化综合处理，打净炉中铝液表面的浮渣，加入烘烤好的精炼变质细化剂，将其撒在铝液表面， 用侵盐勺压入， 使其与坩埚底部保持100-150mm 距离，来回上下运动， 直到液面不再冒泡， 处理时间为 15-25 分钟，精炼变质细化剂加入量按重量百分比计为铝硅液的1.8-2.8% ⑤调温至已知工艺要求温度时，出炉浇注注意事项：合金 (合金中非铝元素含量)Al-Si(0.2)MgCuAl-B(0.03)Al-Re(0.1)7-150.0310.313.75037.25527-216.677-38.42①熔炼时，熔剂需均匀撒入，待纯铝全部熔化后再加入中间合金和其他金属，并压入铝液内，不准露出液面②炉料熔化过程中， 不得搅拌金属 炉料全部融化后可以充分搅拌，使成分均匀。
③铝合金熔体温度控制在720℃-760℃④炉料全部熔化后， 在熔炼温度范围内扒渣， 扒渣尽量彻底干净， 少带金属⑤镁的加入在出炉前或精炼前，以确保合金成分⑥熔剂要保持干燥， 钟罩要事先预热， 然后放入熔体内，缓慢移动， 进行精炼精炼时要保证一定的时间，彻底除气除渣⑦精炼后要撒熔剂覆盖剂， 然后静置一定时间 扒渣，出炉浇铸 浇铸时流速要平稳，不要断流，注意补缩C、铝合金铸坯成型铸坯成型是将金属也铸成形状、尺寸、成份和质量复合要求的长方形锭坯一般而言，铸锭应满足下列要求：（1）铸锭形状和尺寸必须符合压力加工的要求，以避免增加工艺废品和边角废料；（2）坯料内外不应该有其空、缩孔、夹杂、裂纹及明显偏析等缺陷，表面光滑平整；（3）坯锭的化学成份符合要求，结晶组织基本均匀实验中，将熔化完全的铝液浇注铸坯、冷却、开型等步骤后得到坯锭在实际实验操作过程中， 考虑到实验经费、 金属器材等因素， 铝液每次只倒出 1/3, 下一次熔炼浇铸步骤是在原溶液上添加适量Al-B 锭熔化铸造出下一次试样D、从浇铸好的三个方形样品上各锯出一个合适大小的试样，进行显微组织观察分析轧制试验板带材轧制制度主要包括压下制度、速度制度、温度制度、张力制度及辊型制度等。
压下制度必然影响到速度制度、温度制度和张力制度， 而压下制度和张力制度决定着板带轧制时的滚风大小和形状合理的轧制规程设计应满足下列原则和要求：1、在设备能力允许的条件下尽量提高产量 ;2 、在保证操作稳定方便的条件下提高质量;3 、应保证板带材组织性能和表面质量在这次试验中，我们轧制的是6000合金板坯，铝的塑性好，可以考虑大的压下量，可通过螺丝的转动调节压下距离，从而实现对辊缝的调节， 由于样品较小，对速度制度并没有很高的要求且没有采用张力制度考虑到实验条件， 和其他两组同学在后几次轧制过程中同意轧下规程轧制规程的设计6000铝合金的热轧开轧温度为410-500°C 在热轧开始轧制阶段是为了将铸态组织变为加工组织，满足咬入条件，道次加工率较小 ; 热轧中间轧制阶段，随着铸态组织逐步变为加工组织，轧件塑性好，尽量的增大道次加工率， 到合适厚度后进行冷轧， 冷轧的粗轧阶段尽量利用材料塑性采用大的加工率，在冷轧的精轧阶段， 为了保证较好的表面质量， 采用小的加工率综合考虑铝的塑性故制定出如下压下制度铝锭板厚/mm 热轧压下机制 /mm 冷轧压下机制/mm 7-1 22 22-19-16-13-10-8 8-6-4-3 7-2 26.5 26.5-23.5-22-19-16-13-10-8 7-3 24.3 24.3-22-19-16-13-10-8 实验步骤将样品放入加热炉中，加热炉加热到合适温度，保温。
开启轧机，调平轧辊，调节压下螺丝的转动量，调节好辊缝按照已定的压下制度经行轧制，热轧至8mm ，后冷轧至 3mm ，记录每次轧制后板的厚度锯下合适大小铝片， 三个已轧好的铝板上各取两个试样，一个取轧制方向的断面，一个取垂直于轧制面和轧制方向的平面，进行微观组织观察分析实验结果及分析在实验过程中， 实验误差处于误差范围之内，进而我们的实验室成功的 但在最后轧制的时候出现了板材弯曲缺陷产生弯曲的原因分析：轧辊曲线配置不当或者棍型调整不好；润滑条件差，不均匀；进料不正解决方案：调整辊型或者更换轧辊；改善润滑条件；正确进料热处理试验实验步骤从已轧制好的样品上锯出7 个大小合适的试样，并对其进行1~9 组学生将各组试验样品进行固溶和时效处理，分别测量固溶、 时效硬度 ~时间曲线，确定适宜的热处理工艺实验及实验报告注意问题：1.固溶、时效硬度~时间曲线，适宜热处理工艺；2.固溶、时效后合金硬度提高原因分析0123456730354045505560BrinellHardness/HBWAging Time/h7-17-27-3实验四、微观组织分析要求：1.各组材料铸态组织；2.热轧和冷轧板组织差别；3.固溶和时效试样金相组织与轧制板材组织的差异。