铝合金熔炼注意事项笔记

铝合金熔炼注意事项

1.微量的（10ppm）磷P就会使9%的亚共晶铝合金出现初晶硅，使共晶硅出现粗大的板片，

故此需要严格控制结晶硅的含磷量；

2.SI硅含量的提高会使结晶温度区间变小（亚共晶时）、共晶体增加、流动性提高，线收

缩率降低、热烈倾向小、密度变小、电导率变小、腐蚀量变小、磨损量变小；在含Si%16~18%时流动性达到峰值；

3.α（AL）相是Si溶于AL的固溶体，β相是AL溶于Si的固溶体、但是因为AL几乎不

溶于Si、故此可将其视为纯Si，(α+β)称为共晶体；如果是亚共晶时析出的Si称为共晶si、而共晶、过共晶时先析出的Si称为初晶Si（共晶时仅析出（α+β）、过共晶时会首先析出β相）；

4.ZL114A为亚共晶合金、含有α（AL）相和（α+β）相；

5.细化共晶硅的变质处理不能细化初晶硅；

6.为了兼顾合金的各种性能、铝合金的含硅一般为7%~12%；

7.加入钠元素或锶元素后、随共晶硅形貌发生剧变、伸长率大幅提高；

8.加入锶元素、锑元素后共晶反应时间明显延长、说明锶元素、锑元素均有阻碍共晶形核、

生长的作用，反应在曲线上就是共晶平台温度下降、时间延长；

9.当钠含量超过一定数量后、大大抑制了共晶硅的析出、生长，液相温度继续降低，以后

发生三元共晶转变：L –α（AL）+ Si + (NA、AL)Si

，共晶平台温度降低5~10℃，

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实际上钠盐降低共晶平台温度是过变质的结果、也可以说是过变质才有的特征。而锶变

质不会产生过变质现象，因此共晶平台下降不大为5~7℃；

10.稀土变质与凝固速度有关、是一种对冷速敏感的变质剂，要获得良好的贬值效果要创造

出快冷条件；

11.AL-Si共晶合金、过共晶合金中同时加入稀土和磷，能同时细化初晶si和共晶si，称

为双重变质；

12.Al-si-mg合金固溶处理时、Mg2SI固溶入α（al）中、人工时效后呈弥散相析出、强化

合金、力学性能大幅提高；

13.AL-si-mg三元共晶点温度为559℃、理论固溶温度接近550℃左右、考虑炉温不均匀及

仪表误差、国标中将固溶处理温度定为535℃±5℃；

14.ZL101：si6~8%、mg0.2%~0.4%、其余为AL，铸态组织由树枝状α（AL）固溶体、共晶体

（α+β）组成、晶界上有微量的Mg2SI成针状，固溶处理时Mg2si融入α（AL）中、人工时效后沉淀析出；

15.ZL101可通过调整mg的上限、下限或采用不同的热处理规范来调节合金强度塑形指标；

16.温度升高时，Mg2si开始聚集、容易成块，力学性能下降、故其工作温度不宜超过150℃；

17.ZL104硅量较高同时加入锰、使得其力学性能高于zl101、Mn的除了起固溶强化作用外、

还可以改变针状富铁相的形状、形成骨架状的AlFeMnSi相、改善塑形。但相对于Fe含

量低于0.1%的高纯合金、本来不出现β

si 相、此时加入Mn反而生成（Fe、Mn）AL

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，降

低塑形。

18.Mg在AL-Si合金中最大溶解度为7%、将Mg含量提高到0.45~0.6%、同时加入细化剂

Ti0.1%~0.2%，铁杂质控制在0.15%以下，固溶温度提高到540~545℃，经过人工时效170℃

左右、其力学性能、尤其是抗拉强度大幅提高，抗拉达310~330MPa、屈服达230~250MPa；

19.铁在Al-Si中以β（AL

9Fe

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Si

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）形式出现、即脆又硬、呈粗大片状、冷速越小、组织越

粗大、削弱铝基体、使合金变脆，破坏铝铸件表面氧化膜的连续性、使耐腐蚀性降低；

20.杂质铁的来源为炉料、坩埚及熔炼工具。

21.防止渗铁的有效途径：控制炉料中含铁量、；用较高级的铝锭、在干过、工具上涂覆涂

料、避免铝液长期在铁质坩埚中保温、跑温；

22.为消除β

si

的有害作用、可在合金中加入锰、铬、钴、钼等元素、形成骨架或块状复杂化合物

a)可按Mn/Fe=0.67~0.83的比例加入锰、形成块状AlFeMnSi相，从而削弱Fe的有害

作用

b)加入Be0.05%~0.1%，β

si 转化为电装的Al

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BeFeSi、可消除脆性、但铍价贵、其蒸汽

有毒、要慎用

c)含铁量超过2.0%的回炉料一般作废铝处理

23.砂型铸造时、杂质铁应控制在0.3%以下、可随着过冷速度的提高适当放宽、压铸时、冷

速极高、为提高脱模性、铁过低反而不利、可提高到1.2%；

24.磷会使亚共晶Al-Si合金出现初晶Si，影响合金组织力学性能；

25.磷与残存的钠反应、使变质失效；

26.磷在α（Al）、β

si 中分配系数极小、富集在β

si

表面、封锁了小角度分枝的台阶、抑制

了其生长、使β

si

技能沿大角度分枝生长、从而引起组织粗大。

27.镁原子半径比铝大13%，固溶处理后、镁融入α(Al)中、α（Al）的点阵发生很大扭曲、

力学性能大大提高；

28.晶粒越细、枝晶间距越小、屈服强度越高。

29.细晶粒有助于改善补缩、消除缩松、缩孔、防止冷隔，细化有害杂质相等；细化处理是

AL-CU、AL-Mg、Al-Zn合金的常用强化手段；

30.含钛的铝熔体中加入微量硼、细化作用提高数倍，因其在同样过冷度下能增加钛在铝熔

体中的过饱和度、析出更多TiAl

粒子；（假说）

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31.加入微量硼可延缓Ti的衰退；

32.加入钛、硼的熔体中如含有或加入锆、铬、锰等元素，将减弱甚至失去细化效果，谓之

“中毒”。

33.不同形状的TiAl

的形成条件及细化作用:

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a)小平面块状：低温速冷时形成、细化效果好、作用快，但易溶解、衰退较快，适用

于型材厂做成线盘条细化剂、直接加在熔炉的溜槽中使用；

b)片状：高温、缓冷时形成，细化作用弱、但衰退较慢；

c)花瓣状：高温快速冷却时形成:细化效果不如块状、作用慢、但衰退也慢，适用于铸

造厂，直接加入溶炉中进行细化处理；

34.当合金元素含量相同时、合金元素的体收缩率越大、铸件中的缩孔、缩松的体积也越大。

35.当合金元素含量向同时、它们的线膨胀系数越大、则合金的线膨胀系数越大、线收缩率

也相应地大、铸造件越容易产生裂纹、变形、挠曲等缺陷；