实验二 铝合金的精炼变质处理

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。

铝合金精炼实验报告一、实验目的本实验旨在研究铝合金精炼的方法和技术，探究不同精炼工艺对铝合金性能的影响，提高铝合金的质量和性能。

二、实验原理铝合金精炼是通过对铝合金进行除杂、脱气、净化等操作，以提高铝合金的成分纯度和性能。

常用的精炼方法有气体精炼、气泡精炼、电磁搅拌等。

三、实验步骤1. 准备实验所需的铝合金样品和精炼设备。

2. 将铝合金样品放入精炼炉中，并设置合适的温度和精炼时间。

3. 根据采用的精炼方法，进行相应的操作。

比如，如果采用气泡精炼，可以通过向炉内注入氩气或氮气来产生气泡，促使杂质浮到熔池表面。

4. 操作完成后，关闭精炼设备，取出样品。

四、实验结果经过铝合金精炼实验，我们得到了如下结果：1. 通过气泡精炼，我们成功降低了铝合金中的杂质含量；2. 通过电磁搅拌，我们改善了铝合金的均匀性和致密性；3. 通过气体精炼，我们成功减少了铝合金中的气体含量，提高了铝合金的密度。

五、实验分析通过对铝合金精炼实验的结果分析，我们得出以下结论：1. 不同精炼方法对铝合金的影响是不同的。

气泡精炼主要用于除去金属杂质，而电磁搅拌主要用于提高铝合金的均匀性；2. 气体精炼有助于减少铝合金中的气体含量，提高铝合金的密度和力学性能；3. 精炼温度和时间的选择也对精炼效果有一定影响，需要根据具体情况进行调整。

六、结论通过铝合金精炼实验，我们成功提高了铝合金的质量和性能，明确了不同精炼方法对铝合金的作用。

这对于铝合金行业的发展具有重要意义，可以为铝合金的生产提供科学依据。

同时，本实验也为进一步研究铝合金精炼技术提供了思路和方向。

七、参考文献1. 王某某. 铝合金精炼技术研究[D]. 上海交通大学, 2015.2. 张某某. 铝合金气体精炼原理及应用研究[J]. 合金, 2020, 7(11): 30-34.八、备注本实验报告仅为实验结果分析和研究结论的简要陈述，并未包含详细的实验步骤和数据。

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。

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。

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。

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。

不同变质处理对铝合金组织性能的影响摘要：在铸造Al-15%Si合金熔炼过程中分别加入变质剂P盐、P盐+Al-Sr中间合金对其进行变质处理，分析不同变质剂及它们的复合形式对合金力学性能和显微组织的影响。

实验结果表明，P盐和Al-Sr 中间合金都对合金组织有一定的细化作用，其中P盐主要细化初晶硅，P盐+Al-Sr中间合金的复合变质剂能同时细化初晶硅和共晶硅。

实验证明加入复合变质剂后合金的显微组织细化程度最高，力学性能最为优越。

关键词：铸造Al-Si合金、变质处理、显微组织、性能引言铝合金是目前采用最多的轻金属合金材料，而铸造Al-Si系列合金是铝合金系中应用最早、最广泛的铝合金，它是重要的合金之一，具有优异的铸造性能，良好的力学性能与物理化学性能。

它是目前研究和应用最为广泛的铸造铝合金，其产量占铸铝总产量的80%～90%，适用于各种铸造方法。

因此，研究Al-Si系列合金的组织性能特点，进一步探寻在普通生产工艺中强化铝硅合金性能的方法，具有重要的理论意义和工程应用价值。

铸造Al-Si合金具有良好的力学性能、铸造性能和切削性能，广泛应用于航空航天和你汽车工业。

Al-Si未变质处理时，共晶Si以粗大的针、片状存在，严重割裂了合金基体，降低了合金的强度和塑性。

Sr对共晶硅起到很好的变质作用，同时却促进了粗大的柱状和树枝状Al晶粒的形核生长，这说明对铸造Al-Si合金仅变质处理是不够的，还有必要对枝晶进行等轴化和细化，消除这种组织对合金力学性能的不利影响。

本文采用了不同的变质剂对Al-15%Si合金进行变质处理，研究了变质处理对合金组织的影响规律，同时初步探讨变质剂对Al-Si合金的细化变质机理。

1、实验方案设计1.1材料的选择本实验的目的在于研究不同变质剂对于铝合金组织及其性能的影响，为了实验的顺利进行以及实验过程之中出现较少的干扰因素，选择二元Al-Si合金作为本次实验的研究对象，由于变质处理作用的主要机制在于改变铸态下的Si的形态、数量及其分布，再加之合金液体要具有相对较好的流动性，最终确定Al-15Si作为实验材料。

2．铝合金的熔炼工艺1）溶剂保护在一般熔炼温度下熔炼铝合金时，不必专门采取防氧化措施。

但当铝合金中有促使Al2O3薄膜疏松的元素，如镁含量较高，或熔炼温度过高时（＞9O0℃），必须采用熔剂保护。

熔炼铝合金常用氯盐（KCl、NaCl等）作熔剂。

在熔炼时加入少量氯盐，把铝液覆盖起来，可减少铝合金的氧化，可防止炉气中的有害气体进入铝液中。

2）铝合金的精炼铝合金由液态变为固态时，氢在铝中溶解度由很大一下子变得很小，凝固时气体来不及逸出，便形成内部气孔。

由于铝合金的易氧化、气孔形成倾向大，所以铝合金必须进行精炼，以去除气体和氧化物夹杂。

常用的精炼剂是六氯乙烷（C2Cl6）或氯化锌（ZnCl2）等。

在熔炼后期将精熔剂用钟罩压入铝液中将发生以下反应3C2Cl6＋2Al → 3C2Cl4 ↑＋ 2AlCl3 ↑3ZnCl2＋2Al → 3Zn＋2AlCl3 ↑反应后生成的四氯乙烯和三氯化铝，其沸点分别为121℃和 183℃，它们在铝液温度下形成不溶于铝液的气泡并上浮，溶解于铝液中的过饱和的氢原子和氢分子及其它气体迅速向气泡中扩散聚集，铝液中的氧化物等杂质也吸附在气泡表面，随气泡上浮而被带到液面上来，经扒渣而去除，从而使铝液得到净化，以防止铝铸件内部产生气孔和夹杂。

精炼前应将精炼剂按铝液重量比称好（六氯乙烷加入量为O．4%～0．6%；ZnCl2加入量为0．15%～0．2%），分成2～4包用铝箔分别包好，铝液加热到 700～730℃后分批用钟罩压入液体深度的1／3处，轻轻晃动，直到不冒气为止。

精炼后，静置数分钟，让气泡全部逸出后即可浇注。

3）铝合金的变质处理用含硅量大于6%的铝合金（如ZL7、ZL11等）浇注厚壁铸件时，易出现针状粗晶粒组织使铝合金的力学性能下降。

为了消除这种针状组织，在浇注之前向铝液中加入2%（重量百分比）的钠盐混合物（氟化钠67%，氯化钠33％）。

浇注温度为75O℃～780℃，在铝合金凝固结晶时，钠原子可阻止硅生成针状粗晶粒组织，使晶粒细化，力学性能提高。

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。

铝合金的精炼处理
昨天在资料上看到一个内容，想分享给大家，就是关于铝合金精炼处理的方法。

实际上现在大多地方采用精炼剂加氩气精炼，相对以往来说，精炼效果有所提升。

一般是检验铝试样的密度进而确定精炼处理效果。

但这个资料介绍是先用六氯乙烷处理，再用氩气精炼，确保合金液的纯净度（包括氢气含量以及夹杂）。

另外，还提到了浇注过程的5重过滤，我觉得值得一试，当然对方介绍的是大型桶类件。

我以为，铸造是一个精密的过程，是一个一加一加一，十个工序满分才能等于一个合格品的过程，而绝不是一加一加一加零最后等于一的过程。

只有用心将每个制程做到最好，最后才能做一个精品或者良品。

我们会经常用到合料，就是将新料与回炉料重熔，上述方法我觉得值得使用。

理想最遥远，但万一实现了呢！。

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。