铝合金液熔体处理之晶粒细化处理.

电场凝固细晶
原理： 利用电迁移现象改变溶质有效分配系数及凝固界面前 沿溶质分布。 影响因素： 晶核和母相的电导率，球形晶核的半径，密度，质量， 电容，通电时间。
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超声场凝固细晶
声空化和声流作用 形成空化泡 吸收热量，造 成局部过冷 空化泡破裂会破碎 正在长大的晶体
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小结：
这次课学习了铝合金液熔 体处理的晶粒细化内容！
思考题：
1、什么是铝合金液的晶粒细化？它的作用和使用范围分别是什么？具体有哪两种 方法？
2、凝固细晶中有哪些具体方法？它们各自有哪些特点？
3、铝合金液进行变质细晶时常用的晶粒细化剂有哪些？
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晶粒细化。
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快速凝固 细晶 磁场凝固 细晶 超声场凝固 细晶 凝固细晶
机械场凝固 细晶
电场凝固 细晶
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快速凝固细晶
采用很高的凝固 原理：控制过冷度。
速度，使合金在凝固
过程中形成细小的微
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常用变质剂的成分及其变质温度
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细化 质点 来源
内 生 法
细化 方法
机械场 作用 快速凝固
优点
缺点
应用 范围
铸件
生产 操作
施加振动
晶粒 尺寸 （μ m）
凝固细晶
凝固细晶又称为内生形
核质点法，即通过一定手 段，如电磁作用等，改变 合金内晶核的数量或阻碍 晶体的形核和长大来实现
变质细晶
晶粒细化 质点法，即通过向铝合金熔
剂，产生大量有效异质形核
变质细晶又称为外来形核
处理方法 体中加入中间合金晶粒细化
核心，提高晶体的形核率， 从而细化晶粒。
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形成新的晶体质点
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超声场凝固细晶方法的使用有效的解决AlTiB细化剂中形核相易 积聚的问题，使TiB2和TiAl3粒子呈细小弥散分布，对铝合金具 有良好的晶粒细化效果。
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晶粒细化的作用
可提高铝加工材料强度
和塑性，改善铝材质量。
晶粒细化的使用范围
晶粒细化
处理
主要针对铸造铝合金， Al-Si系、Al-Cu系、Al-Mg 系和Al-Zn系。
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磁场凝固细晶
磁场对铝合金能量体系 产生扰动 产生涡流，和洛伦磁力与外 加磁场破坏产生的树枝晶
产生新的晶核，达到细化目的
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粗大板片状
团状或块状
磁场凝固细晶前后组织对比
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取0.01%Ti的添加量作为标准添加量，用Al-5Ti-1B细化剂在 730℃时对99.7%的工业纯铝进行细化处理。
标准添加量下保持时间与晶粒大小的关系
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Ti的不同添加量对99.7%Al晶粒大小的影响
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变质细晶
常见晶粒细化剂
中间合金细化剂 盐类细化剂 Al-Ti Al-Ti-B 钠盐细化剂 氯盐细化剂
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中间合金细化剂
原理：包晶相图理论
Al-Ti二元相图富Al端
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盐类细化剂
吸附变质剂的特点是熔点低，能显著降低合金的液相线温 度，原子半径大，在合金中固溶量小，在晶体生长时富集在 相界面上，阻碍晶体长大，又能形成较大的成分过冷，使晶 体分枝形成细的缩颈而易于熔断，促进晶体的游离和晶核的
增加。缺点：由于存在于枝晶和晶界间，常引起热脆。
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THANKS
20~800
作用 性质
操作简单
设备复杂
细化枝晶
小件
小批量
甩带等
0.5~10
物 理 作 用
电/磁场 作用
尺寸小
设备复杂
特殊合金
施加 电/磁场
——
外 生 法
盐类 细化剂
Al-Ti基 细化剂
操作简单
污染严重
炉内处理
块式添加
200~500
适合连续 生产
成本较高
炉外处理
在线添加
100~250
冶 金 作 用
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观组织结构，且分布
均匀。
影响因素： 凝固速率和合金成分。
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机械场凝固细晶
ห้องสมุดไป่ตู้机械搅拌或机械 振动 形成复杂的三维 空间流动
细化或球化 合金组织
改变熔体的结构和 能量起伏
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铝合金液熔体处理之晶粒细化处理
制作人：张保林 陕西工业职业技术学院
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铝合金锭
如何提高铝 合金的力学性 能呢？
成分
组织 成型
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铝合金液熔体处理之晶粒细化处理
01 晶 粒 细 化 概 述
晶
铸铝车间
粒
细
化
方
法 02
03 小 结 与 思 考 题
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定义：对铝合金熔体进行细化处理，以获得均匀、细小的等轴晶。
d=300μm
d=1.5mm
铝镁合金中加入Al—Ti—C晶粒细化处理前后的微观组织