A356合金熔体加锶对其氢含量的影响

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%!>) 尚缺乏实验数据的证实和一致的看法 ( ’ 气孔 #
众所周知 # 铝的化学性质 比 较 活 泼 # 因此 B ? # ’合 金在熔炼过程中所吸收的氢主要来源于铝液和大气中 水蒸气的 反 应 $ " " ! B %! i? ;!3! H$ $ B M i’ J" !3 ?! ( ’ 反应所产生的 氢 原 子 ( 扩 散& 溶入到铝熔体 ;) ;) 中是铝合金吸氢 的 主 要 途 径 ’ 实 践 也 已 证 实 # 致密的 氧化膜可有效地阻断铝液和大气中水蒸气的反应 ’ 与 加入合金元素有关的铝液表面氧化膜的结构及其致密
中图分类号 ! # $ 8 = % > ’* !i%!! 文献标识码 ! B!! 文章编号 ! % " " " $ ) ? ’ # ! " " ’ " ( $ " ( > ? $ " >
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#) 程度是直接影响 熔 炼 过 程 中 铝 液 吸 氢 的 关 键 因 素 ( ’
为了深化加 / 本 文采用 A对铝熔体氢含量影响的认识 # 减压凝固法 研 究 了 加 锶 对 B ? # ’ 熔 体 氢 含 量 的 影 响# 并从 / 探讨了 A对表 面 氧 化 膜 结 构 的 影 响 角 度 出 发 # / A对 B ? # ’ 熔体氢含量的作用机制 ’ K! 试验方法 %* %! 合金的熔化及试样的制备
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铸造技术 2 34. 5 6 78 9 :;.3 < 3 = 7 *( > ?*
・有色合金及特种铸造工艺 !C " $ 4 6 ) & & " # 0E , , " $ %. / 0>) , / 3 $ ) * + $ " , " $ %= # 3 $ /6 " &< ) * 3 2 ,D 2 0 / 3 $ & " * ) 0 0・ ’2 - V( ’2 B 15) 1 -‘
图 %! 氧化膜提取装置 2 @ * %!5 0 d @ Q 0, R 0 \ L A K Q L @ D \ @ S 0 R @ C J J,
膜! 做成试样 ! 进行 G 6 5及/ 9F 等分析 # F! 试验结果 !* %!/ A对 B ? # ’ 熔体氢含量的影响 不同处理 ’ 加锶和不加 ( 后! B ? # ’ 合金熔体的氢含 如图 !# 量随熔液保温时间的变化规律 !
E H T N 合金熔体加锶对其氢含量的影响
红 ! 梅, 毛协民, 欧阳志英
! 上海大学材料科学与工程学院 # 上海 ! " " " " & !
摘要 ! 在B 但也带来了一些 负 面 影 响 " 采 用 减 压 凝 固 法 研 究 了 ? # ’ 合金熔体中加 / A是改善其力学性能的一种变质处理工艺 ! 加/ 加/ A对 B ? # ’ 熔体氢含量的影响 " 结果表明 ! A后 的 合 金 氢 含 量 和 减 压 凝 固 试 样 断 面 气 孔 的 数 量 明 显 高 于 未 加 / A的 合 金 " 加入 / 在铝熔体表面氧化膜中出现有锶的氧化物 " 由于锶的氧化物的致密度%$%! 使B A后 ! ? # ’ 合金熔体 的 表 面 氧 化 膜 易开裂 ! 加大了在熔炼过程中新鲜铝液暴露在大气下与 ;!3# 降 低 了 原 氧 化 膜 的 防 二 次 污 染 作 用" 变得疏松 ! 3 ! 反应的几率 ! 显然 ! 这是导致熔体氢含量的增加 # 吸氢倾向加重的重要原因 " 关键词 ! 氢含量 $ 表面氧化膜 B ? # ’ 合金 $ / A元素 $
#=# " V $ %= 4 ’ V& ’ 4 . 5 ’ (# V 1 J # $ %! : ’ . ’ ( / ) ! # # " 8 9 : ; ; < ; 3= 0 > 4 ? ’ 0 < 8 9 ’ 4 ( 9 40 ( @A ( ’ ( 4 4 ? ’ ( 8 : 0 ( : 0 ’1 ( ’ B 4 ? C ’ > 8 : 0 ( : 0 ’ 6 F F F E 6# I : ’ ( 0 ) ) ) / )
收稿日期 ! ! " " ’ $ " ’ $ % "" ! " " ’ $ " & $ " ? !! 修订日期 ! 作者简介 ! 红 ! 梅! # 女# 内蒙古兴安盟人 # 硕士生 * 研究方向 $ 铝 % ( ) ! $ !" 合金精炼与变质 *
万方数据 $ A 5 0 ’ < N , D C 0 @ ) ! > %#% ! ’* Q , C J
,大气 X 水 算出减压凝固试样的密 , 大 气 I, 水 " 度 # 再采用公式 ’ 计算出试样在一个大气压下的氢 %(
$ &% 含量 ’ ) # C < % " "J 合金 (
图 !!B 在& ? # ’ 合金熔体氢含量与保温时间的关系 ’ % " ‘( 2 @ * !!6 0 K L @ , D M N @ 0 L P 0 0 DN S A , 0 DQ , D L 0 D L K D SN , S @ D J 1O Y J J L @ C 0 @ DB ? # ’C 0 L K L & % "‘
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试验 原 材 料 为 B 其 化 学 成 分 # 为" ? # ’ 合 金! ! ! ’* #T !&* ’T / @ "* ? "T !"* > #T F "* " )T ! J ! ! "* ! "T 8 @ ! "T 2 0 ! "T : U! % "T F D! $"* $"* $"* 其加 B -余量 # 采用 B $ % " / A中 间 合 金 进 行 变 质 处 理 ! 入量为 "* % #T # 将B ? # ’ 合金在石墨坩埚内 进 行 熔 化 # 合 金 完 全 熔化并升温至 & 通入氮气精 炼 #!% 扒 > " ‘时! "C @ D! 渣 # 加入变质剂后搅拌 静 置 约 % 继 续 加 热# 待 "C @ D! 熔体温度达到 & 再次吹氮精 炼 #!% 扒 > " ‘时! "C @ D! 渣 #& 浇注在 W % " ‘时! > " CCX! # CC 的 纯 镍 坩 埚 中! 制取试样以备用 # %* !! 减压凝固试验 采用减压 凝 固 法 测 定 熔 解 在 铝 熔 体 内 部 的 氢 含 量# 减 压 凝 固 法 最 初 由 6 , M 0 D L N K -和 < @ M , D提 1 $ ’! &% 出 ! 是一种简便 & 快速 的 间 接 评 价 铝 液 含 氢 量 的 方 法 # 试验中将减压凝固真 空 度 设 为 ) ! 保压时 %* %V ^ K 间设为 %* #C @ D# 将处理好的试样 放 入 纯 镍 坩 埚 内 重 新 熔 化 ! 炉内 温度控制在 & % " ‘ # 分 别 保 温 "& "* #& %* "& %* #& !* "& 放 入 减 压 凝 固 装 置 中 凝 固# 然 后 !* #& ?* "N 后 取 出 ! 在分析天平上依次 称 取 试 样 在 空 气 中 及 水 中 的 重 量 ! 根据公式"H
$ ! " # $ % & ’ $ E % % 3 $ &) , ) 5 ) $ / 3 $/ + )E H T N5 ) , / 3 0" $ )" 6 / + )1 & " * ) 0 0 ) 0# 0 ) %/ "3 5 & " : )5 ) * + 2 $ 3 * 2 , -< 1 # & " ) & / 3 ) 0" 6/ + )E H T N2 , , " # /< &8 & 3 $ 00 " 5 )$ ) 2 / 3 : )) 6 6 ) * / 0 ; ( + )3 $ 6 , # ) $ * )" 6/ + )< &" $ 1 1 ’ 8 + % & " ) $* " $ / ) $ / " 6 / + )E H T N5 ) , / 08 % " / 3 $ / + )& ) % # * ) %1 & ) 0 0 # & )/ ) 0 /7 2 00 / # % 3 ) % ; ( + )& ) 0 # , / 0 ’ ’2 1 3 $ % 3 * 2 / / + 2 / / + )+ % & " ) $* " $ / ) $ /2 $ %/ + )1 " & " 0 3 / # 2 $ / 3 / $/ + )* & " 0 0 4 0 ) * / 3 " $" 60 / & " $ / 3 # 5 4 / & ) 2 / ) % ’ ’B ’3 0 2 5 , ) 02 & )" 8 : 3 " # 0 , 3 + ) & / + 2 $ / + " 0 )" 6 / + )2 , , " 3 / + " # / 0 / & " $ / 3 # 52 % % 3 / 3 " $ ; . / 3 0 6 " # $ % / + 2 / ( + )< & 1 ’+ ’7 " L 3 % ) 3 0) $ ) & 2 / ) %" $ / + )0 # & 6 2 * )" L 3 % )6 3 , 57 3 / +< &2 % % 3 / 3 " $ ; G 7 3 $ "/ + )* " 5 2 * / $ ) 0 0# $K# < & -/ 1 # / + # 0) $ + 2 $ * ) 0 / + )1 " 0 0 3 8 3 , 3 / 6 $ ) 7 " L 3 % )5 2 9 ) 0 / + )0 # & 6 2 * )" L 3 % ) 6 3 , 5, " " 0 ) &2 $ %) 2 0 3 ) & / "* & 2 * 9 ’" 5 ) , / ) %2 , # 5 3 $ # 52 , , " / " & ) 2 * /7 3 / +7 2 / ) & : 2 " & 2 $ %" L ) $2 $ % 3 5 2 3 & / + ) & " , )" 6 " & 3 3 $ 2 , " L 3 % ) 6 3 , 5 ’ 1 ’ 1 " $1 & ) : ) $ / 3 $ / + )0 ) * " $ %1 " , , # / 3 " $ ; . / 3 02 2 & ) $ / / + 2 / 3 / 3 0 / + )5 2 3 $ & ) 2 0 " $ / " & ) 0 # , / 3 $ / + ) 3 $ * & ) 2 0 )" 6 1 1 + % & " ) $* " $ / ) $ / ; ’ $ % % % ( ) , % # E H T N2 , , " ) , / < &) , ) 5 ) $ / R % & " ) $* " $ / ) $ / < # & 6 2 * )" L 3 % ) 6 3 , 5 *+ ’5 ’ 有良好的力学性 ? # ’ 合金具有热处理强化效果 # !!B 其 流 动 性 和 填 充 性 好# 被广泛用于飞 能和抗蚀性 能 # 机& 轮船及汽车上的某些高要求的复杂铸件 ’ 由于其含 B B ? # ’ 合金为 B % $ / @系 多 元 合 金 # % $ / @ 共晶量较 高 ! 约> # >* &T !# >* )T " B % $ / @共 晶 中 的 / @ 相为粗大的针状 # 降低了力学性能 ’ 所以 # 一般是经过 变质处理使共晶硅 由 粗 针 状 细 化 成 颗 粒 状 # 来改善合 金的力学性能 ’ 人 们 在 多 年 的 研 究 中 发 现 # 以锶! " / A 作变质剂较为理想 ’ 锶 变 质 效 果 好 # 变质效果维持时 间较长 ’ 但 / 也会 促 使 A变质剂在起变质作用的同时 # 铸件的针孔加重 ’ 针孔来源于铝熔体的过饱和氢的析 出# 进而增加氢 / A的加入 是 否 促 使 熔 体 氢 含 量 增 加 #
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