铝合金变质处理的研究

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实验二-铝合金的精炼变质处理

✓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。
6
铝合金的组织
常温下， Al - Si 二元系仅形成α和β相。通常把共晶中的β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β相称为初晶硅。铸态下未经变质处
用磷变质处理能细化初生硅
变质前初生硅晶体长成粗大厚板片状
Al-Si过共晶合金（含22％Si）铸态组织（金属型）
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初生硅的变质
变质剂分类
磷变质机制
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）。
形成AlP作为初生硅结晶的异质核心，使初生硅细化。
13
亚共晶铝合金中初生α相的细化
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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。
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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AlSi合金的机理。
17
2024/1/5
18
氧化夹杂来源：表面氧化膜、空气、水汽等被搅入铝液中。
5
铝合金的精炼原理
[H ] Ks PH2
气体溶解度的
Ks A/T B
Sieverts 西华特定
律
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。
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。

铝合金变质处理的现状和发展趋势

铝合金变质处理的现状和发展趋势在当今快速发展的工业领域，铝合金已经成为了一种不可或缺的材料。

作为一种轻质、高强度、耐腐蚀的金属材料，铝合金广泛应用于航空航天、汽车制造、建筑工程、电子产品等领域。

而铝合金的性能很大程度上取决于其热处理工艺中的变质处理。

铝合金变质处理的现状和发展趋势备受关注。

1. 现状分析1.1 传统变质处理方法传统的铝合金变质处理方法主要包括固溶处理和时效处理。

在固溶处理中，铝合金将被加热至一定温度，使合金元素溶解在铝基体中，以提高合金的塑性和加工性能。

而时效处理则是在固溶处理后，通过特定温度和时间控制析出相的尺寸、密度和分布，以提高合金的强度和硬度。

1.2 问题与挑战然而，传统的变质处理方法在实际应用中存在一些问题和挑战。

对于大型铝合金零件，变质处理过程中易出现温度不均匀、残余应力大等问题，导致产品变形、强度不足等质量缺陷。

2. 发展趋势2.1 先进的变质处理技术随着科学技术的不断进步，先进的变质处理技术如快速固化技术、超声波处理技术等逐渐应用于铝合金的变质处理中。

这些新技术能够改善传统的变质处理方法存在的问题，提高产品的质量和性能。

2.2 智能化制造另外，智能化制造技术的发展也为铝合金变质处理带来了新的发展机遇。

通过引入人工智能、大数据分析等技术，可以实现对变质处理过程的精准控制和实时监测，提高生产效率和产品质量。

2.3 绿色环保随着人们对环保意识的提高，绿色环保的变质处理技术也备受关注。

利用生物工程、废弃物资源化等技术来替代传统的化学处理方法，减少对环境的污染，是未来发展的重要方向。

3. 个人观点和总结铝合金变质处理作为铝合金加工的关键环节，对产品的性能和质量有着直接影响。

随着技术的不断进步和应用领域的拓展，铝合金变质处理技术将迎来更广阔的发展空间。

然而，需要注意的是，新技术的应用需要综合考虑成本、效率、环保等因素，才能更好地实现产业升级和可持续发展。

通过对铝合金变质处理的现状和发展趋势进行深入探讨，我们不仅能够更好地了解该关键工艺对铝合金产品的重要性，也能够为相关行业的发展提供有益的参考和指导。

ZL101A铝合金变质效果研究

ZL101A铝合金变质效果研究铝硅合金在消失模铸造铝合金运用中占有重要位置。

而消失模铸造铝合金中，由于初晶硅相、共晶硅相大量存在，以及铝元素的吸氢特性，导致铝合金铸件多种铸造缺陷及铸件机械强度不够。

本文通过实验并经过金相检验及力学性能测试证明，在铸造过程中添加变质剂能有效的改善这些问题。

标签：铝合金变质；消失模铸造；金相检验1 变质处理铝合金变质处理就是，在铝合金熔铸过程中，加入别的元素，通过这些元素作用于合金中的金属相，使其凝结过程发生一定变化，从而达到细化晶粒或者改变晶粒的形态的作用。

现在铸造工业中，选用的变质剂种类比较多，主要有Na 盐、K盐、Be盐、稀土类、还有Sr元素等。

变质方式主要有以下三种：a.改变、细化初晶硅；b.细化、改变共晶硅；c.改变杂质相。

本文所研究的是钠盐和锶合金（含锶10%）对ZL 101A的变质效果。

2 实验2.1 实验方案2.1.1 按照日常生产配料熔炼铝水，待铝锭、配料完全溶解，熔炼结束后按照生产工艺继续铝水精炼，精炼结束后将铝水自熔炼炉导入保温炉（在铝水流入保温炉的过程中加入变质剂）待温度达到720℃后保温1小时，在特定的磨具中浇铸检测试样，并浇铸2组（每组3根）拉力试棒。

未变质的标注a，钠盐变质为b，锶变质为c。

拉力试棒也依次标注a，b，c。

2.1.2 在相同的冷却条件下，待试样完全凝结冷却后，在试样相同部位截取相同长度的试块，并做好标识。

拉力试棒的加工按铝合金拉力试棒标准加工车制。

2.1.3 对试样a，b，c进行加磨制，抛光，腐蚀加工，进行金相检测，硬度检测，拉力试棒进行抗拉测试。

2.1.4 对检测结果进行分析研究。

2.2 实验过程及结果3结束语金相图片显示，通过钠盐或者锶变质共晶硅的形态基本都被细化了，铝合金的机械性能和硬度得到良好的改善提高。

另外该次实验的生产条件下锶合金的变质效果要比钠盐的变质效果好一点，钠盐的变质效果比较缓慢一点，金相图片显示还有部分变质不足，而锶合金的变质速率比較快，金相图片中依然有部分晶粒出现变质衰退迹象。

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。

不同变质剂对A356.2铝合金变质效果的研究

点研究了咲喃树脂砂砂型铸造不同添加量Sr、Sb、
稀土变质剂的变质效果。
1 试验方法
试验采用中国铝业提供的A356. 2铝合金锭作为原材料，变质剂选用A1 - 10Sr合金杆、A1 -5Sb合金杆及混合稀土（65%La +35%Ce）,加入量如表1 所示。将铝合金锭放置在20 kg容量石墨圮竭中进行熔化，待全部熔化后，温度控制在730七-750 °C 进行精炼除气，除气结束前5 min分别加入不同的变质剂，静置5 ~ 10 min,降温至700七分别浇注成壁厚为24 mmY型试棒，试棒经过T6热处理后（535 °C JO h + 200七、5 h）经打磨、抛光、腐蚀后做力学
性能及金相检测。
合金种类理论加入量实际加入量
0.01 0.011
Sr含量 0.02 0.019
0.03 0.03
表1不同变质剂的加入■
Sb含量
0.2
0.4
0.22
0.45
0.6 0.58
0.30 0.35
Re含量 0.60 0.56
%
0.90 0.95
2试验结果及分析
21 Sr变质合金的变质效果图1所示是不同Sr含量砂型试样的变质组织，
摘要：研究了 Sr、Sb及稀土变质对A356.2铝合金组织与性能的影响，研究结果表明，Sr变质对
咲喃树脂砂铸造铝合金有良好的变质效果.Sr含量为0.03%时综合力学性能最好.强度从未变质
的195 MPa提高至241 MPa.延伸率从2%提高至4% ,而Sb和稀土变质远不如Sr变质，性能的提
高主要由于将原先长条状Si相变为细小颗粒状，减少了应力集中。
组织，从图中可以看出，合金同样主要由a - A1基体+共晶组织组成，经Sb和稀土变质处理后，基体晶粒也得到一定程度的细化，另外在Sb变质组织中岀现了颗粒状化合物(图2(e)中A点)，经EDS能谱分析，该化合物为AlSb化合物如图3所示，对比未变质组织中长条状或板片状的Si相，经过Sb变质后，Si得到一定程度的细化，长度较未变质前有所减小，且随着Sb含量的增加，变质效果未见明显区别。Re变质处理后，晶粒细化效果比Sr和Sb更为明显，Re含量0.9%细化效果最好，相较于Sr的变质效果差很多，比Sb变质效果略好。另外，在组织中出现了块状及针状的化合物，如图2(f)中箭头 (B、C)所示，经能谱分析，块状浅灰色化合物为A1 (Ti.Ce)相，黑色短棒状、小块状为Al(La、Ce)化合物，如图3所示。

铝合金变质处理的现状和发展趋势

铝合金变质处理的现状和发展趋势铝合金变质处理的现状和发展趋势近年来，随着科技的不断进步和工业的飞速发展，铝合金作为一种轻质、高强度和耐腐蚀的金属材料，被广泛应用于航空航天、汽车制造、建筑工程等领域。

而铝合金的性能优化和改善往往需要通过变质处理来实现。

本文将对铝合金变质处理的现状和发展趋势进行全面评估，并对其进行深度和广度兼具的探讨。

一、铝合金变质处理的现状1. 变质处理的定义和意义变质处理是指将铝合金加热至一定温度，然后经过一定时间的保温，最后迅速冷却，以改善铝合金的力学性能和耐热性能的工艺过程。

这一过程在铝合金的加工和制造过程中起着至关重要的作用，可以显著提高铝合金的硬度、强度、耐腐蚀性和耐热性，从而扩大了铝合金的应用范围。

2. 变质处理的方法和技术目前，常见的铝合金变质处理方法包括固溶处理、时效处理和固溶时效处理。

固溶处理是指将铝合金加热至固溶温度，使合金元素溶解在铝基固溶体中，然后通过快速冷却来固定固溶体的组织。

时效处理是在固溶处理的基础上，通过加热和保温的方式使固溶体中形成沉淀相，从而提高合金的硬度和强度。

固溶时效处理则是将固溶处理和时效处理结合起来，以获得最佳的性能。

3. 变质处理的应用领域与发展趋势铝合金的变质处理在航空航天、汽车制造、建筑工程等领域有着广泛的应用。

随着各行业对材料性能要求的不断提高，对铝合金变质处理工艺的需求也日益增加。

未来，铝合金变质处理将更加注重工艺的精密化、一体化和智能化，以满足不同行业对材料性能的多样化需求。

二、铝合金变质处理的发展趋势1. 技术与设备的改进随着科技的进步，铝合金变质处理技术日益成熟，新型的变质处理设备也不断涌现。

高温固溶设备、快速冷却设备、智能化控制系统等先进设备的应用，使得变质处理工艺更加精准、高效和可控。

2. 环保与节能在当前环保和节能的大背景下，铝合金变质处理工艺也向着环保、节能的方向不断发展。

新型的变质处理工艺应当注重能源的利用效率、废气的处理和材料的循环利用，以降低对环境的影响。

铝合金的变质剂的变质效果和特点

本文来自:博研联盟论坛10）纯碲变质法
本文来自:博研联盟论坛其加入量为炉料总重量的0.05-0.1%，处理温度为740℃左右。其优点是变质后合的性能与钠变质的相当，合金重熔后其变质效果基本不变。缺点是变质效果也受合金的冷却速度的影响，且变质效果不够稳定。
本文来自:博研联盟论坛11）用K2ZrF6变质法本文来自:博研联盟论坛
本文来自:博研联盟论坛本文来自:博研联盟论坛9）铝钡中间合金变质法本文来自:博研联盟论坛
这是利用1-4%Ba-Al中间合金或钡盐来对铝合金液进行变质处理的方法。其优点是变质过程中无吸气倾向，合金经变质处理强度高，不腐蚀坩埚，也不污染环境。缺点是变质效果不如钠，变质效果受冷却速度的影响大，变质后合金的延伸率提高不多。
3）铝锑中间合金变质法
这种方法也是用的较多的一种长效变质方法。加入量为炉料总重量的0.2-0.3%的Sb，可获得长效变质效果，即使到铝合金重熔，此变质效果仍起作用。其变质效果与合金的冷却速度有关，冷却速度快（如在金属型中铸造），变质效果好；冷却速度慢（如在石膏型、砂型中铸造），则变质效果差。但应注意，已经过钠盐或锶盐或铝锶中合金变质过的铝合金不能再加Sb来变质，因为这样会形成Na3Sb化合物而使合金的晶粒粗大、性能变坏，从而反使钠、锶的变质效果降低。
其缺点是：TiB2和TiAl3一样，密度也比铝合金大，如保温时间过长，也会自沉降，凝聚成夹杂物。
7）铝钛硼丝细化法
这是一种最先进的细化晶粒的现代科技方法。其优点是：①细化效果好，细化剂实际利用率高，使用量大大节省；②由于细化剂均匀地进入所有待细化的铝合金液，故细化后的组织均匀，无粗细晶粒交错的混晶区，从而大大提高了合金的强度和延伸率，减少了裂纹等废品；③避免了上述TiAl3和TiB2的沉降，凝集所引起的夹杂和熔炉的结瘤，减少了清炉和洗炉的工作量；④很适合长时间大批量的连续铸造；⑤实现了细化处理自动化无人化，省人省事；⑥使细化处理和合金液凝固时间大为缩短，提高了生产效率；⑦因无TiAl3和TiB2等夹杂物的沉降、凝集，使产品在阳极氧化处理后的表面质量好，特别是箔材、印刷板、激光全息膜、饮料罐和食品罐等薄或超薄铝材的最理想的细化剂。很适用作变形铝合金的晶粒细化处理。

铝合金的变质剂的变质效果和特点

铝合金的变质剂的变质效果和特点铝合金的变质剂的变质效果和特点 1)钠盐变质剂变质方法Na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，其缺点是: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)铝锶中间合金变质法这是国外使用的较多的一种长效变质方法。

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，因而可使坩埚的使用寿命延长。

这种变质法操作也比使用钠盐安全卫生，不产生对人体和环境有害的气体，变质效果也比钠盐好，一般有80-90%的良好变质合格率。

其缺点是:成本比钠盐高，要预先配制成中间合金(否则就要采用锶盐变质剂)，没有钠盐那样的有分散铸件缩窝的作用。

3)铝锑中间合金变质法这种方法也是用的较多的一种长效变质方法。

加入量为炉料总重量的0.2-0.3%的Sb，可获得长效变质效果，即使到铝合金重熔，此变质效果仍起作用。

其变质效果与合金的冷却速度有关，冷却速度快(如在金属型中铸造)，变质效果好;冷却速度慢(如在石膏型、砂型中铸造)，则变质效果差。

但应注意，已经过钠盐或锶盐或铝锶中间合金变质过的铝合金不能再加Sb来变质，因为这样会形成Na3Sb化合物而使合金的晶粒粗大、性能变坏，从而反使钠、锶的变质效果降低。

A356铝合金的变质处理

櫡櫡櫡櫡櫡櫡櫡櫡～试验研究～櫡櫡櫡櫡櫡櫡櫡櫡收稿日期：２０２００８０３作者简介：程文（１９９５—），男，安徽安庆人，从事材料加工等工作。

联系电话：１５８５６９５３０８９；Ｅｍａｉｌ：１４７９６４２１３５＠ｑｑ．ｃｏｍＡ３５６铝合金的变质处理程　文，魏家强，孙冬恩，周宏伟，相永宇（合肥工业大学材料科学与工程学院，安徽合肥２３０００９）摘　要：汽车轮毂通常采用Ａ３５６铝合金制作。

变质处理可减少３５６合金轮毂的铸造缺陷，从而提高其力学性性能。

为此，分别采用０．０１５％、０．０２％、０．０３％和０．０４％Ｓｒ（质量分数）对Ａ３５６合金进行了变质处理，检测了合金的显微组织和力学性性能，并与未经变质处理的合金进行了比较。

结果表明：随着锶含量增加至０．０３％，合金中初生α Ａｌ从不规则的枝晶转变为细小的等轴晶，共晶硅呈细小颗粒状和蠕虫状；合金的抗拉强度从未变质合金的１６９ＭＰａ提高到了１９８ＭＰａ，断后伸长率则从４．５％增加到了７．８％。

关键词：Ａ３６５合金；锶；变质处理；微观组织；力学性能中图分类号：ＴＧ１４６．２文献标志码：Ａ文章编号：１００８１６９０（２０２０）０５００２６０４ＩｎｏｃｕｌａｔｉｏｎｏｆＡ３５６ＡｌｕｍｉｎｕｍＡｌｌｏｙＣＨＥＮＧＷｅｎ，ＷＥＩＪｉａｑｉａｎｇ，ＳＵＮＤｏｎｇｅｎ，ＺＨＯＵＨｏｎｇｗｅｉ，ＸＩＡＮＧＹｏｎｇｙｕ（ＳｃｈｏｏｌｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＨｅｆｅｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｈｅｆｅｉ２３０００９，ＡｎｈｕｉＣｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＡｕｔｏｍｏｂｉｌｅｈｕｂｉｓｃｏｍｍｏｎｌｙｍａｄｅｏｆＡ３５６ａｌｕｍｉｎｕｍａｌｌｏｙ．ＩｎｏｃｕｌａｔｉｏｎｍａｙｌｅｓｓｅｎｃａｓｔｉｎｇｄｅｆｅｃｔｓｏｆＡ３５６ａｌｌｏｙｈｕｂｔｈｕｓｉｍｐｒｏｖｅｉｔｓｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ．ＦｏｒｔｈｉｓｒｅａｓｏｎｔｈｅＡ３５６ａｌｌｏｙｗａｓｍｏｄｉｆｉｅｄｂｙａｄｄｉｔｉｏｎｏｆ０．０１５，０．０２，０．０３，ａｎｄ０．０４％Ｓｒ（ｂｙｍａｓｓ），ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ｓｕｂｓｅｑｕｅｎｔｌｙ，ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｔｈｅａｌｌｏｙｗｅｒｅｄｅｔｅｃｔｅｄ，ａｎｄｃｏｍｐａｉｒｅｄｗｉｔｈｔｈｏｓｅｏｆｔｈｅａｌｌｏｙｎｏｔｍｏｄｉｆｉｅｄ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔａｓｓｔｒｏｎｔｉｕｍｃｏｎｔｅｎｔｉｎｃｒｅａｓｅｄｕｐｔｏ０．０３％，ｔｈｅｐｒｉｍａｒｙα Ａｌｃｈａｎｇｅｄｆｒｏｍｉｒｒｅｇｕｌａｒｄｅｎｄｒｉｔｅｔｏｆｉｎｅｅｑｕｉａｘｅｄｃｒｙｓｔａｌｓ，ａｎｄｔｈｅｅｕｔｅｃｔｉｃｓｉｌｉｃｏｎａｐｐｅａｒｅｄａｓｆｉｎｅｐａｒｔｉｃｌｅｓａｎｄｗｏｒｍｓ．Ｉｎａｄｄｉｔｉｏｎ，ｔｅｎｓｉｌｅｓｔｒｅｎｇｔｈａｎｄｅｌｏｎｇａｔｉｏｎｗｅｒｅａｃｃｏｒｄｉｎｇｌｙ１６９ＭＰａａｎｄ４．５％ｆｏｒｔｈｅａｌｌｏｙｗｉｔｈｏｕｔｓｔｒｏｎｔｉｕｍａｎｄ１９８ＭＰａａｎｄ７．８％ｆｏｒｔｈｅａｌｌｏｙｗｉｔｈ０．０３％Ｓｒ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ａ３６５ａｌｌｏｙ；ｓｔｒｏｎｔｉｕｍ；ｉｎｏｃｕｌａｔｉｏｎ；ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ；ｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｙ０　引言Ａ３５６铝合金具有流动性好、无热裂倾向、线收缩小及气密性好等良好的铸造性能，且其耐蚀性良好，易气焊，可铸态使用，并通过变质处理改善其力学性能［１３］。

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。

铝合金的精炼变质处理

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。
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α和β相。通常把共晶中的β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β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β相很脆，若不经变质处理，含 β相多的铝硅合金不能在工业上得到实际应用。
缺陷，对铸锭的加工性能及制品强度、15~0.2cm3/100g(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、Al2O3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
[ H ] K s PH 2 Ks A / T B
气体溶解度的 Sieverts 西华特定律

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

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。

4032铝合金变质技术研究的开题报告

4032铝合金变质技术研究的开题报告一、选题背景与意义随着科技的不断发展，现代工业中使用的材料质量要求越来越高，对于一些需要高强度，高耐蚀性的材料需求也越来越大。

而铝合金作为广泛应用于各个领域的材料，其优点就是强度高，重量轻，抗腐蚀性好，可加工性强等。

因此，其在航空、汽车、船舶等领域的应用越来越广泛。

然而，普通铝合金的强度和抗腐蚀性还是有限的，因此需要对其进行变质处理，使其性能更加优良。

目前，常用的变质处理方法有热处理、时效处理等，但这些方法存在着一些问题，如工艺复杂、生产成本高等。

因此，探索更加有效的变质处理方法，对于提高铝合金的性能，减少生产成本具有非常重要的意义。

二、选题内容本次研究的选题为4032铝合金的变质技术研究。

其具体内容包括以下几点：1. 国内外4032铝合金的研究现状和发展趋势的调查和总结。

2. 选择适合4032铝合金变质的工艺方法，如激光表面合金化、电子束表面改性等。

3. 对所选工艺进行实验验证，测试其处理后的4032铝合金的力学性能、耐腐蚀性等指标的变化情况。

4. 分析影响变质效果的因素，如工艺参数、铝合金成分等，为优化工艺提供理论依据。

5. 对该变质技术在工业生产中的应用前景进行分析。

三、研究目标和意义通过研究4032铝合金的变质技术，可以达到以下几个目标和意义：1. 提高4032铝合金的强度和耐腐蚀性，使其能更好地适应现代工业的需要。

2. 优化变质处理工艺，减少生产成本，提高生产效率。

3. 推动国内铝合金研究领域的发展，提高我国材料科技水平。

4. 推广这一变质技术的应用，为铝合金行业的发展提供新的支持。

以上是本次选题的相关背景、内容、目标及意义，希望能对相关研究人员有所帮助。

ZL104铝合金变质等级与变质效果的热分析研究

ＺＬ１０４铝合金变质等级与变质效果的热分析研究熊红玲，吴树森，袁文文，毛有武（华中科技大学材料成形及模具技术国家重点实验室，湖北武汉４３００７４）摘要：利用自主开发的铝合金热分析系统，研究了Ｓｒ加入量、变质后保温时间对ＺＬ１０４合金冷却曲线的影响，建立了变质等级与变质前后共晶温度的降低值!ＴＥＧ之间的对应关系。

结果表明，Ｓｒ加入量从０增加到０．０２２％时，"ＴＥＧ不断增加，变质等级也相应增加；随保温时间延长，#ＴＥＧ不断降低，变质等级也随之降低。

$ＴＥＧ达到８℃以上时，变质等级为最好的６级。

关键词：Ａｌ－Ｓｉ合金；变质；冷却曲线中图分类号：ＴＧ２４３＋．１文献标识码：Ａ文章编号：１００１－３８１４（２００７）０１－００２８－０３ＴｈｅｒｍａｌＡｎａｌｙｓｉｓｏｆＭｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎＬｅｖｅｌＧｒａｄｅａｎｄＥｆｆｌｅｃｔｉｎＺＬ１０４ＡｌｌｏｙＸＩＯＮＧＨｏｎｇ－ｌｉｎｇ，ＷＵＳｈｕ－ｓｅｎ，ＹＵＡＮＷｅｎ－ｗｅｎ，ＭＡＯＹｏｕ－ｗｕ（ＳｔａｔｅＫｅｙＬａｂｏｆＭａｔｅｒｉａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇａｎｄＤｉｅ＆Ｍｏｕｌｄｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＨｕａｚｈｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｗｕｈａｎ４３００７４，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＴｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｔｈｅｓｔｒｏｎｔｉｕｍｃｏｎｔｅｎｔａｎｄｈｏｌｄｉｎｇｔｉｍｅｏｎｔｈｅｃｏｏｌｉｎｇｃｕｒｖｅｏｆＺＬ１０４ａｌｕｍｉｎｕｍａｌｌｏｙｗａｓｓｔｕｄｉｅｄｕｓｉｎｇａｓｅｌｆ－ｒｅｇｕｌａｔｉｎｇｔｈｅｒｍａｌａｎａｌｙｓｉｓｓｙｓｔｅｍ．Ｔｈｅｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｏｆｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎｌｅｖｅｌａｎｄ%ＴＥＧ（ｔｈｅｅｕｔｅｃｔｉｃｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｂｅｔｗｅｅｎｍｏｄｉｆｉｅｄａｎｄｕｎｍｏｄｉｆｉｅｄａｌｌｏｙ）ｗａｓｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｉｎｄｉｃａｔｅｔｈａｔ&ＴＥＧｉｎｃｒｅａｓｅｓａｓｔｈｅｓｔｒｏｎｔｉｕｍｃｏｎｔｅｎｔｉｎｃｒｅａｓｅｓｆｒｏｍ０％ｔｏ０．０２２％，ａｎｄｔｈｅｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎｌｅｖｅｌｉｎｃｒｅａｓｅｓｔｏｏ．Ｔｈｅ’ＴＥＧｄｅｃｒｅａｓｅｓｗｉｔｈｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｅｏｆｈｅａｔｐｒｅｓｅｒｖａｔｉｏｎｔｉｍｅａｆｔｅｒｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ，ａｎｄｔｈｅｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎｌｅｖｅｌｄｅｃｒｅａｓｅｓｔｏｏ．Ｗｈｅｎ(ＴＥＧｉｓｏｖｅｒ８℃，ｔｈｅｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎｌｅｖｅｌｒｅａｃｈｅｓｂｅｓｔｇｒａｄｅ６．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ａｌ－Ｓｉａｌｌｏｙ；ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ；ｃｏｏｌｉｎｇｃｕｒｖｅ随着航空、航天及汽车工业的发展，铝合金由于密度小、比强度高，其应用日益广泛，尤其是Ａｌ－Ｓｉ合金。

铝合金的变质处理

铝合金的变质处理铝合金的变质处理铸锭组织的不均匀性集中的影响到铸锭的性能，用于锻造、轧制和挤压的铸锭特别不希望降低合金工艺塑性的柱状组织。

通常，具有细小晶粒组织、细微的晶粒内部结构和过剩相均匀分布的合金具有最好的铸态性能和最高的压力加工塑性。

采用增大冷却速度、低温浇注、超声波振荡铸造、电磁铸造等措施均有利于获得上述理想组织，但这些办法均有局限性，只有对合金采取变质处理才是调整铸锭组织的根本手段。

一、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（见表2—5—3）。

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。

表2—5—3变质剂的类别及其作用特性类别变质剂组别作用性质可能的变质机构I晶核变质剂l不起化学作用，但结构上具有共格性起晶核或生核基底作用，如铝中的TiC及其他高熔点夹杂物2起化学作用且有结构上的共格性包晶反应产生晶核质点，并改变周围液相的成分浓度，如钛和铝作用生成的TiAl，Ⅱ吸附变质剂3活性吸附或物理吸附吸附在晶面上，阻碍晶粒成长，促使过冷增核，如铝硅合金中加钠Ⅲ改变结构不匀性变质剂4起机械或物化作用，改变液相结构及分布状况均匀液相成分和温度，改变晶核质点的活性目前，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。

改良铝硅镁系铸造铝合金变质处理的研究的开题报告

改良铝硅镁系铸造铝合金变质处理的研究的开题报告1. 研究背景铝合金是一种重要的金属材料，广泛应用于航空、航天、汽车等领域。

铸造铝合金是目前生产中最为常见的方法之一，其中铝硅镁系铸造铝合金具有高强度、优异的耐热性和抗腐蚀能力，是工业生产中广泛应用的铝合金之一。

然而，铸造铝合金容易出现变质现象，变质处理对于提高铝合金的性能至关重要。

因此，对铝硅镁系铸造铝合金变质处理的研究具有重要的意义。

2. 研究目的本研究旨在通过改良铝硅镁系铸造铝合金的变质处理方法，提高铝合金的性能，为工业生产提供技术支持和参考。

3. 研究方法本研究将采用实验室模拟和工业实践相结合的方法，通过改变变质处理的工艺参数和添加不同的变质元素，分析不同变质处理方式对铝硅镁系铸造铝合金性能的影响。

实验将通过金相显微镜分析、扫描电镜分析、力学性能测试等方法，对变质处理后的铝合金进行性能评估和分析，以验证不同变质处理方式的效果和优缺点。

4. 研究内容和进度安排本研究主要包括以下内容：(1) 文献综述和理论分析，对铝硅镁系铸造铝合金的变质处理方法进行梳理和分析，并同时探讨不同变质元素的选择和添加方式。

(2) 准备试样和变质处理，采用熔炼法制备铝硅镁系铸造铝合金试样，然后进行不同的变质处理，如固溶处理、时效处理等，同时添加不同的变质元素，如铜、锌等。

(3) 铝合金性能测试，对变质处理后的铝合金试样进行金相显微镜分析、扫描电镜分析和力学性能测试，如拉伸强度、硬度等，以评估不同变质处理方式对铝合金性能的影响。

(4) 结果分析和对比，对实验结果进行分析和统计，比较不同变质处理方式的效果和优缺点。

(5) 结论和展望，总结本研究的结论，并展望未来的研究方向。

进度安排：第一年：文献综述、试样制备和变质处理第二年：铝合金性能测试、结果分析和对比第三年：结论和展望、论文撰写和发表5. 研究意义本研究的意义在于改良铝硅镁系铸造铝合金变质处理方法，提高铝合金的性能，为工业生产提供技术支持和参考。