铝合金的变质处理
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。
铝合金液熔体处理晶粒细化与变质处理
职业教育材料成型与控制技术专业教学资源库《铝合金铸件铸造技术》课程教案铝合金液熔体处理—晶粒细化与变质处理制作人：张保林陕西工业职业技术学院铝合金液熔体处理——晶粒细化与变质处理一、概述对铝合金熔体进行细化、变质处理，以控制铝铸件的铸态组织是铸造铝合金熔炼的重要一环，也是获得高品质铝铸件的基本条件。
对于A1-Cu系、Al-Mg系、Al-Zn系等固溶体型合金，为防止产生铸造裂纹，提高力学性能，一般都需要进行细化处理，以使α(A1)固溶体的晶粒细化；对A1-Si系合金一般也常对其进行α(A1)晶粒细化处理。
二、晶粒细化α(A1)晶粒细化处理。
常用的晶粒细化剂有钛、硼、锆及稀土金属等，以中间合金或盐类形式加入铝液。
（1）中间合金形式加入常用细化剂主要有Al-Ti、Al-B、Al-Ti-B和Al-Ti-C等中间合金。
这些细化剂加入铝液后产生大量的TiAl3、AlB2、TiB2、TiC等微粒，它们熔点都较高，且晶格常数与α(A1)固溶体的很相近，所以作为异质核心抑制树枝状初生α(A1)晶粒的长大。
不同的细化剂细化效果和衰退特性是有区别的。
常用的Al-5％Ti、Al-5％Ti-1％B和A1-4％B细化剂对A356合金(与ZLSi7Mg相近)晶粒作用效果比较见图1。
图1 A356合金晶粒细化效果比较细化剂的加入量和合金种类、成分、加入工艺、熔炼温度、浇注时间等有关，细化剂的加入温度一般为710～730℃，加入量占合金的0.4％～0.6％。
添加Ti、B元素细化处理的铝液中，如果存在Zr、Cr、Mn等元素，将减弱细化效果，甚至出现“中毒”而失去细化效果。
其原因有些研究者认为是由于Zr、Cr、Mn等元素与TiAl3、TiB2、TiC微粒之间发生作用，形成了新相改变了原有的点阵常数，因而失去了异质核心作用所造成的。
（2）盐类形式加入。
含有很强晶粒细化作用的Ti、B、Zr等元素的氟钛酸钾、氟硼酸钾、氟锆酸钾等盐类物质。
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。
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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。
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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。
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2024/1/5
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氧化夹杂来源： 表面氧化膜、空气、水汽等被搅入铝液中。
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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。
铝合金的变质处理
铝合金的变质处理材料与能源学院金属材料工程2011级2班范宇鑫【摘要】变质处理指的是向金属液内添加少量物质，促进金属液生核或改变晶体生长过程的方法。
而铝合金制造过程中变质处理是必不可少的工艺，加入不同的变质剂对合金的工艺性能有着不同的影响。
关键词：铝合金变质处理铝合金的制备主要有铸造和压力变形两种。
铝合金制造过程中的缺陷有氧化夹渣、气孔气泡、缩松疏松、裂纹等。
这些缺陷严重影响铝合金的性能，容易造成断裂和磨损。
为了防止这些缺陷的产生，提高铝合金的工艺性能，加入变质剂就是一种有效的措施。
变质处理的目的主要是细化晶粒、改善脆性相、改善晶粒形态和分布状况。
变质处理的机理众说纷纭，主要分为两种：一是不溶性质点存在于金属液中的非均质晶核作用；二是以溶质的偏析及吸附作用。
在变质剂完全溶解于金属液且不发生化学反应生成化合物的情况下，变质剂就像溶质一样，在凝固过程中，由于偏析使固/液界面前沿液体的平衡液相线温度降低，界面处成分过冷度减少，致使界面上晶体的生长受到抑制，枝晶根部出现缩颈而易于分离。
同时，由于变质剂易偏析和吸附，故阻碍晶体生长的作用也加强。
因此，往往只需加入少量变质剂，就能显著细化晶粒。
其中，不同的变质剂所发挥的作用有所不同，常见以下几种变质剂：（1）钠盐变质剂：Na元素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，但其缺点是，由于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。
铝合金防腐处理方法及铝合金制品
铝合金防腐处理方法及铝合金制品铝合金由于其良好的性能，如轻质、高强度、良好的导电性和导热性等，在众多领域得到了广泛的应用。
然而，铝合金在某些环境中容易受到腐蚀，这就需要采取有效的防腐处理方法来延长其使用寿命和保证性能。
一、铝合金的腐蚀类型铝合金的腐蚀主要有以下几种类型：1、点蚀这是铝合金常见的腐蚀形式之一。
通常在表面的局部区域发生，形成小而深的蚀坑。
点蚀往往起源于材料表面的缺陷、杂质或钝化膜的破损处。
2、晶间腐蚀沿金属晶粒边界发生的腐蚀。
这种腐蚀会使铝合金的强度和韧性显著下降。
3、应力腐蚀开裂在拉应力和特定腐蚀介质的共同作用下，铝合金会产生裂纹并不断扩展，最终导致材料的失效。
4、剥蚀多层结构的铝合金表面会出现层状剥落的现象，严重影响材料的外观和性能。
二、铝合金防腐处理方法为了防止铝合金的腐蚀，人们开发了多种防腐处理方法，以下是一些常见的方法：1、阳极氧化处理这是一种常用的表面处理技术。
将铝合金作为阳极置于电解质溶液中，通过电解作用在其表面形成一层氧化膜。
这层氧化膜具有较高的硬度和耐腐蚀性，能够有效地保护铝合金基体。
阳极氧化膜的厚度可以通过控制电解时间和电流密度来调节。
较厚的氧化膜具有更好的耐腐蚀性，但成本也相对较高。
此外，还可以对氧化膜进行封孔处理，进一步提高其防护性能。
2、化学转化处理通过化学处理在铝合金表面形成一层转化膜，如铬酸盐转化膜、磷酸盐转化膜等。
这些转化膜能够提高铝合金的耐腐蚀性和涂层附着力。
化学转化处理工艺相对简单，成本较低，但在环保方面存在一定的挑战，因为一些传统的化学转化处理剂含有对环境有害的物质。
3、电镀和化学镀在铝合金表面镀上一层金属镀层，如镍、铬、锌等。
这些镀层可以提供良好的防护作用，但电镀过程中需要严格控制工艺参数，以避免镀层出现孔隙和缺陷。
化学镀是一种不需要外加电流的镀覆方法，具有镀层均匀、孔隙率低等优点，但成本相对较高。
4、有机涂层在铝合金表面涂覆一层有机涂料，如油漆、粉末涂料等。
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。
铝合金变质处理操作方法
铝合金变质处理操作方法
铝合金变质处理是一种通过热处理使铝合金达到理想强度和硬度的方法。
下面是一般的铝合金变质处理操作步骤：
1. 预处理：将铝合金零件完全清洁，并去除表面的油污和氧化物。
2. 加热：将清洁的铝合金零件放入专用炉中，进行加热。
加热温度通常根据合金种类和要求进行调整，一般在500C到600C之间。
3. 保温：将铝合金零件在加热温度下保持一段时间，以使合金达到均匀的温度分布。
4. 冷却：将加热的铝合金零件取出并迅速冷却，一般可以使用水浴或空冷等方法进行冷却。
冷却速率对于合金性能有重要影响，可以根据需要进行调整。
5. 回火处理：在需求强度和硬度较低的情况下，可以进行回火处理。
回火温度通常在150C到200C之间，时间根据合金种类和要求进行调整。
6. 检验：对处理后的铝合金进行硬度、强度、尺寸等检验，确保其符合要求。
需要注意的是，以上步骤是一般的变质处理操作方法，具体操作步骤和参数应根据不同的合金种类、要求和设备进行调整。
不正确的处理方法可能导致铝合金性能下降或出现破损等问题，因此建议在进行变质处理前咨询专业人士或参考相关的处理规范。
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。
铝合金变质处理的研究
（一）在做断口间施加1min工频电压试验时，应将氧化锌避雷 器等过电压吸收装置从系统中拆除。
（二）因不同型号真空泡的技术参数不一样，个别真空泡试验 不合格时，尽量采用同型号的管子更新。平常应注意保持真空开关 的清洁，及时清理绝缘子、绝缘拉杆等绝缘件上的尘土。
（三）因不同厂家不同型号的真空开关的特性参数不一样，甚 至同一批开关之间也有差别，所以检修时应以出厂时厂家提供的参 数作为检修标准。建议在订货时要求生产厂家将订购产品的有关特 性参数如真空开关的行程、超行程、真空度等印在真空开关的背面 或真空开关柜的门背面。
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Modification of Aluminium-Silicon Complex Alloys for Car Pistons[J].Metalergia,1978,54(8):473-478. [2]全燕鸣.过共晶型铝硅合金研究的进展[J].轻合金加工技术,1996(2):26-31. [3]张瑜,王宇鑫,廖文俊,王华钰,杨颖,严彪.稀土元素对过共晶铝硅合金的变
基于上述观点出发，本文采用不同种类变质剂对Al-16.4%Si合 金进行变质处理，考察了不同种类变质剂的对其组织形态及力学性 能的影响。
二、试样制备与试验方法
以纯铝、单质硅（质量分数99.9%以上）为原料制备母合金Al16.4%Si，分割成四块。用石墨干锅在CRL-D型电阻炉内于760℃熔化 保温，加C2Cl6精炼除气，扒渣后浇入金属模中得一组拉伸试样A； B、C、D组试样采用相同熔炼工艺，并分别加入变质剂稀土、三元盐 （15%KCl+40%NaCl+45%NaF）及稀土和三元盐的混合物。各组试样配 料和所加变质剂种类及百分比如表1。
铝合金发霉处理方法
铝合金发霉处理方法
铝合金在潮湿环境下容易出现发霉的问题，这可能与其表面被氧化、镀层脱落等有关。
以下是一些可以尝试的处理方法：
1. 去污剂清洁：使用专门的铝合金去污剂，按照说明书操作进行清洁，可以有效去除铝合金表面的污渍和霉斑。
2. 自制清洁剂：将白醋和苏打粉混合制成糊状物，涂抹于铝合金表面，放置片刻后用刷子或软布擦拭干净即可。
3. 原子灰除污：可将铝合金表面用原子灰轻轻打磨，再用软布或刷子清洁干净即可。
4. 磷酸清洗：在保证安全的情况下，可使用稀释的磷酸对铝合金进行清洗，但需要注意配制浓度和使用方法。
5. 防护措施：在平时使用中，可以采取防潮、避免碰撞和划伤等措施，以延长铝合金的使用寿命和美观度。
需要注意的是，清洗铝合金的过程中，应采取适当的防护措施，避免直接接触皮肤和眼睛。
如果以上方法无法解决问题，建议联系专业的清洁公司进行处理。
铸造铝合金变质处理
铸造铝合金变质处理铝合金是一种常见的轻质、高强度金属材料，具有良好的导热性和耐腐蚀性，在各个领域都有广泛的应用。
然而，铝合金材料的性能还有进一步提升的空间。
通过变质处理，可以改变铝合金的晶体结构和性能，使其更加适用于特定的工程应用。
变质处理是指通过加热和冷却等工艺操作，使铝合金材料的晶体结构和性能发生变化的过程。
变质处理的目的是通过控制材料的组织结构，调节其硬度、强度、韧性和耐腐蚀性等性能，以满足不同工程应用的需求。
铝合金的变质处理主要包括时效处理和固溶处理两种方式。
时效处理是指在合金经过固溶处理后，通过一定时间的加热保温，使合金中的固溶体逐渐析出出现硬化相，从而提高合金的强度和硬度。
固溶处理则是通过加热将合金中的固溶体溶解，使晶体内的溶质原子均匀分布，提高合金的塑性和韧性。
在变质处理中，合金的成分和热处理工艺参数是影响处理效果的关键因素。
合金的成分决定了合金的相变温度和固溶体的溶解度，而热处理工艺参数则决定了合金的组织结构和性能。
因此，在进行变质处理前，需要对合金的成分和热处理工艺进行充分的分析和调整。
变质处理的具体工艺流程如下：首先是固溶处理，将铝合金加热至固溶温度，使固溶体溶解；然后进行淬火，迅速冷却合金，使固溶体快速凝固；接着是时效处理，将淬火后的合金加热至时效温度，保持一定的时间，使析出相形成；最后冷却至室温，变质处理完成。
变质处理可以显著提高铝合金的性能。
通过时效处理，合金的硬度和强度得到提高，适用于对强度要求较高的工程结构。
固溶处理则能够提高铝合金的塑性和韧性，适用于对冲击韧性要求较高的应用场景。
不同的变质处理方式可以根据具体需求进行选择和调整，以获得最佳的性能。
变质处理也有一些注意事项。
首先，变质处理需要严格控制加热和冷却速度，以避免产生不均匀的组织结构。
其次，合金的成分和热处理工艺参数需要进行合理的选择和调整，以确保处理效果的稳定和可靠。
最后，变质处理后的合金需要进行适当的表面处理，以提高其耐腐蚀性和装饰性。
ADC12铝合金的细化变质处理最终版
ADC12铝合金的细化变质处理一、实验目的1）熟练ADC12铝合金的熔炼、精炼、细化和变质处理过程。
2）了解ADC12铝合金的组织变质处理的基本原理和方法。
3）分析晶粒细化剂（Al-5Ti-B）对ADC12合金的组织的细化效果及其影响。
4）分析变质剂（Sr) 对ADC12合金的组织的变质效果及其影响。
5）了解各种变质的的单因素影响及正交实验的效果。
二、原理概述由于Al-Si共晶合金(ADC12)有很好的铸造性能,且铸件轻、比强度高、热膨胀系数小、耐腐蚀性能高及切屑性能好, 故被广泛用于航天航空、汽车等工业。
在再生铝合金ADC12铸件中，α-Al相是最主要的组织。
在铸态时，α-Al相呈树枝状，并且比较粗大，其取向没有一定的规律，较为杂乱，这使得其性能不是很好。
Fe在A l合金中通常被认为是最有害的杂质元素, 常见的Fe相为α-Fe 相( A l8 S iFe2 )和β-Fe 相( Al5 SiFe) 两种。
硬而脆的针状的β-Fe相会破坏金属基体的连接强度, 大幅降低合金的力学性能(如抗拉强度)。
Fe在A l 合金中作为有害元素会显著降低合金的力学性能, 影响断裂粗糙程度等。
1.铝硅合金的细化处理铝硅合金细化处理的目的主要是细化合金基体α-Al的晶粒。
晶粒细化是通过控制晶粒和形核和长大来实现的。
细化处理的基本原理是促进形核，抑制长大。
对晶粒细化的基本要求是：1）含有稳定的异质固相形核颗粒、不易溶解。
2）异质形核颗粒与固相α-Al间存在良好的晶格匹配关系。
3）异质形核颗粒应非常细小，并在铝熔体中呈高度弥散分布。
4）加入细化剂不能带入任何影响铝合金性能的有害元素或杂质。
晶粒细化剂的加入一般采用中间合金的方式。
常用晶粒细化剂有以下几种类型：二元Al-Ti合金、三元Al-Ti-B合金、Al-Ti-C合金以及含稀土的中间合金。
它们是工业上广泛应用的最经济、最有效的铝合金晶粒细化剂。
这些合金元素加入到铝熔体中后，会与Al发生化学反应，生成 TiAl3、TiC、B4C等金属间化合物。
铝硅合金细化变质处理
铝等不动部件。 一些关键运动部件，因工作在高温高压高速运动、
滑动条件下，对材料的性能要求除了相当的强 度之外，还需要有良好的耐热耐磨性及尺寸稳 定性，主要还是采用传统的铸铁、铸钢等铁合 金。
Al-Si系合金结合了Al基体轻质导电导热性好以及 Si 粒子热膨胀系数小、硬度高、耐磨的特点， 有望满足上述要求。实现汽车的轻量化。
铝硅合金细化变质处理
• 五、实验报告要求 • 1．简述实验目的、实验内容与实验原理和
步骤。 • 2．评价A1-7Si合金的细化和变质效果，并
分析影响合金细化和变质效果的主要因素。
二、实验原理概述 1. Al-Si合金概述 如汽车工业，正面临着三大问题：能源、公害及安全，其
中能源问题最为突出节能的有效途径是提高发动机效率， 减少汽车行驶阻力，改善传动机构，降低汽车自重等。 特别是一些关键零部件材料，如汽车发动机连杆、活塞 空调压缩机、叶片等运动部件，其材质轻量化在降低燃 料消耗、尾气排放及噪声污染方面效果尤为显著。轻量 化有两大途径，更改结构设计、缩小零部件尺寸和采用 轻质材料。因此研究开发高性能轻质材料和先进的制备 工艺手段以实现高效节能绿色环保运输机械产品用材将 是21世纪一个重要的发展方向。 铝硅合金熔化后，液体金属的流动性好
B443 .0
S.P 4.5- 0.8 0.15 0.05 0.35 0.35 6.0
C443 .0
D
4.5- 2.0 0.6 0.1 0.35 0.5
6.0
铝硅合金细化变质处理
2. 铝硅合金的细化处理 目的：细化合金基体α-Al的晶粒； 晶粒细化是通过控制晶粒的形核和长大来实现的。
细化处理的最基本原理是促进形核，抑制长大。 • 对晶粒细化剂的基本要求是： • (1)含有稳定的异质固相形核颗粒，不易溶解； • (2)异质形核颗粒与固相α-A1间存在良好的晶格
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。
铝合金变质处理操作方法
铝合金变质处理操作方法
铝合金变质处理是指在一定条件下对铝合金材料进行加热处理，使其改变晶体结构和力学性能的过程。
下面是铝合金变质处理的基本操作方法：
1.准备工作：准备好所需的设备和化学药品，对原始材料进行加工和清洗，确保表面光洁。
2.加热处理：将铝合金材料置于加热炉中，控制温度和时间，使其达到所需的加热温度，一般常用的加热温度为450-500，时间为1-4小时。
在此过程中，可利用淬火处理来增加材料的强度和硬度。
3.冷却处理：将材料从加热炉中取出，并迅速放入水或空气中进行冷却。
冷却速度越快，晶体结构越细小，硬度越大。
4.退火处理：在变质处理后，进行退火处理，以消除应力和提高材料的塑性，通常在200-300的温度下进行2-4小时的退火处理。
5.测试和包装：进行化学成分分析和力学性能测试，并对材料进行包装，以防止氧化和机械损伤。
总之，铝合金变质处理是非常重要的一项加工工艺，能够显著提高铝合金材料的力学性能和耐腐蚀性能。
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铝合金的变质处理
材料与能源学院金属材料工程2011级2班范宇鑫
【摘要】变质处理指的是向金属液内添加少量物质，促进金属液生核或改变晶体生长过程的方法。
而铝合金制造过程中变质处理是必不可少的工艺，加入不同的变质剂对合金的工艺性能有着不同的影响。
关键词：铝合金变质处理
铝合金的制备主要有铸造和压力变形两种。
铝合金制造过程中的缺陷有氧化夹渣、气孔气泡、缩松疏松、裂纹等。
这些缺陷严重影响铝合金的性能，容易造成断裂和磨损。
为了防止这些缺陷的产生，提高铝合金的工艺性能，加入变质剂就是一种有效的措施。
变质处理的目的主要是细化晶粒、改善脆性相、改善晶粒形态和分布状况。
变质处理的机理众说纷纭，主要分为两种：一是不溶性质点存在于金属液中的非均质晶核作用；二是以溶质的偏析及吸附作用。
在变质剂完全溶解于金属液且不发生化学反应生成化合物的情况下，变质剂就像溶质一样，在凝固过程中，由于偏析使固/液界面前沿液体的平衡液相线温度降低，界面处成分过冷度减少，致使界面上晶体的生长受到抑制，枝晶根部出现缩颈而易于分离。
同时，由于变质剂易偏析和吸附，故阻碍晶体生长的作用也加强。
因此，往往只需加入少量变质剂，就能显著细化晶粒。
其中，不同的变质剂所发挥的作用有所不同，常见以下几种变质剂：（1）钠盐变质剂：Na元素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，但其缺点是，由于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）铝锶中间合金变质剂：这是国外使用的较多的一种高效变质方法。
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，没有钠盐那样的有分散铸
件缩窝的作用。
（3）铝锑中间合金变质剂：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。
（4）铝钛中间合金变质剂：其中含有4%左右的钛，钛是细化晶粒效果很好的元素，形成的TiAl3成为初晶α枝晶的异质结晶核种，能有效地细化晶粒和防止铸
造裂纹，对易产生铸造裂纹的Al-Cu-Mg合金（如ZL207）很合适。
由于钛量
太多，又是通过与炉料一起熔化、扩散、融合来细化晶粒的，故其细化效果
虽没有钛硼熔剂好，但仍可达到一级晶粒的效果。
其次是TiAl3的密度比铝
合金液大，如合金保温时间过长，就有可能沉降，凝聚成夹杂物，要严格注
意。
（5） SR813磷复合细化剂和SR814磷盐复合细化剂：这是近年开发的一种适合过共晶型铝硅合金的初晶Si的细化剂。
因为P在铝合金液中形成AlP的微细结
晶核种，细化晶粒的效果很好，有效持续孕育时间也长，但它会与Na、Sr、
Sb形成化合物，降低它们对共晶硅结晶的细化效果，所以，已经使用Na、Sr、
Sb作过变质处理的铝合金，不要再加P来作变质处理。
（6）铝钡中间合金变质剂：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。
除了以上几种常用的变质剂，关于细化晶粒的变质剂的研究正在不断进行中。
铝钛硼丝细化法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。
稀土变质法利用Al-RE中间合金的稀土变质法，是在铝合金液温度为720-760℃时，加入占炉料总重量的0.2-1.0%的Al-RE 中间合金。
其优点是它对α（Al）及共晶组织均有明显的细化效果，还兼有较好的精炼净化作用，可显著提高合金的机械性能，变质有效时间也长。
缺点是当操作不当时，会使稀土氧化，烧损也较大，还可能产生高熔点的偏聚物沉降。
结语
要想制备优质的铝合金，变质处理就必不可少。
当今使用的变质剂已经品种繁多，生产者可以根据成品的性能需求来选择经济实惠的变质剂。
然而，人类对材料的性能的追求永不止步。
这就说明，变质处理工艺将会更加完善、高效以及经济化。
有关变质处理的研究将会成为有色金属领域的热门。
参考文献
【1】罗启全. 《铝合金熔炼与铸造》.广州：广东科学出版社，2002.
【2】陆文华等.《铸造合金及其熔炼》,机械出版社，2002.。