铝合金液熔体处理之晶粒细化处理.

晶粒细化。
职业教育材料成型与控制技术专业教学资源库
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
铝合金铸件铸造技术课程 铝合金铸件铸造技术
职业教育材料成型与控制技术专业教学资源库
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
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
铝合金铸件铸造技术课程 铝合金铸件铸造技术
职业教育材料成型与控制技术专业教学资源库
粗大板片状
团状或块状
磁场凝固细晶前后组织对比
铝合金铸件铸造技术课程 铝合金铸件铸造技术
职业教育材料成型与控制技术专业教学资源库
职业教育材料成型与控制技术专业教学资源库
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？
铝合金铸件铸造技术课程 铝合金铸件铸造技术
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
铝合金铸件铸造技术课程 铝合金铸件铸造技术
职业教育材料成型与控制技术专业教学资源库
Ti的不同添加量对99.7%Al晶粒大小的影响
铝合金铸件铸造技术课程 铝合金铸件铸造技术
职业教育材料成型与控制技术专业教学资源库
THANKS
铝合金铸件铸造技术课程 铝合金铸件铸造技术
职业教育材料成型与控制技术专业教学资源库
常用变质剂的成分及其变质温度
铝合金铸件铸造技术课程 铝合金铸件铸造技术
职业教育材料成型与控制技术专业教学资源库
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）
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。
铝合金铸件铸造技术课程 铝合金铸件铸造技术
职业教育材料成型与控制技术专业教学资源库
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
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
铝合金铸件铸造技术课程 铝合金铸件铸造技术
职业教育材料成型与控制技术专业教学资源库
中间合金细化剂
原理：包晶相图理论
Al-Ti二元相图富Al端
铝合金铸件铸造技术课程 铝合金铸件铸造技术
职业教育材料成型与控制技术专业教学资源库
职业教育材料成型与控制技术专业教学资源库
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
铝合金铸件铸造技术课程
职业教育材料成型与控制技术专业教学资源库
铝合金锭
如何提高铝 合金的力学性 能呢？
成分
组织 成型
铝合金铸件铸造技术课程 铝合金铸件铸造技术
职业教育材料成型与控制技术专业教学资源库
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
铝合金铸件铸造技术课程 铝合金铸件铸造技术
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。
铝合金铸件铸造技术课程 铝合金铸件铸造技术
形成新的晶体质点
铝合金铸件铸造技术课程 铝合金铸件铸造技术
职业教育材料成型与控制技术专业教学资源库
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。
铝合金铸件铸造技术课程 铝合金铸件铸造技术
职业教育材料成型与控制技术专业教学资源库
观组织结构，且分布
均匀。
影响因素： 凝固速率和合金成分。
铝合金铸件铸造技术课程 铝合金铸件铸造技术
职业教育材料成型与控制技术专业教学资源库
机械场凝固细晶
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
铝合金铸件铸造技术课程 铝合金铸件铸造技术
职业教育材料成型与控制技术专业教学资源库
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
铝合金铸件铸造技术课程 铝合金铸件铸造技术
职业教育材料成型与控制技术专业教学资源库
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Leabharlann Baidu组织
职业教育材料成型与控制技术专业教学资源库
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。
铝合金铸件铸造技术课程 铝合金铸件铸造技术
职业教育材料成型与控制技术专业教学资源库
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。
铝合金铸件铸造技术课程 铝合金铸件铸造技术
职业教育材料成型与控制技术专业教学资源库