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铝硅合金变质前后组织形貌说到变质，首先得提到热处理。
在高温下，铝硅合金的组织就像是过年时的大团圆，所有的元素都聚在一起，互相交融。
这个时候，合金的微观结构开始发生变化，铝和硅开始重新组合，仿佛在进行一场盛大的舞会。
刚开始的时候，一切都是那么美好，晶体结构像是繁星点点，闪闪发光。
但随着时间的推移，这个舞会却变得有些混乱，元素们的“舞步”开始变得凌乱，形成了各种各样的相。
变质后的组织形貌可真是千变万化。
有些时候，铝的晶体结构像极了盛开的花朵，瓣瓣分明；而又像是被风吹散的蒲公英，稀稀拉拉。
那些小小的晶粒，有的团结在一起，形成了强大的结构；而有的则孤零零地站在那里，仿佛在等待一个不知名的伙伴。
你想啊，这就像是一个班级里，有些同学互相打成一片，有的却总是独来独往。
而我们知道，合金的性能可不仅仅取决于这些外表的变化。
变质之后的铝硅合金，强度、硬度、耐腐蚀性等等，统统都可能受到影响。
有些合金变得更加坚韧，有些却可能变得脆弱，真是让人捉摸不透。
就像人一样，表面光鲜的背后，谁又能知道内心的挣扎呢？如果一款铝硅合金在关键时刻崩溃，那可是个大麻烦，简直让人哭笑不得。
我们再聊聊这变质的过程。
你有没有听说过“无痛不痒”的道理？在铝硅合金的变质中，这个道理也能找到影子。
热处理就像是在给合金进行一场“温柔的惩罚”，在高温的“熏陶”下，原本稳定的结构开始动摇，有些微小的缺陷逐渐显露出来。
那些小毛病就像是你日常生活中的小烦恼，总是藏在心底，时不时冒出来一下，让你觉得有点不舒服。
随着变质的深入，合金内部的晶粒可能会出现再结晶现象。
这就像是一场自我救赎，原本杂乱的结构通过一定的条件，开始重新组织，形成更有序的排列。
就像是一个调皮的小孩，在经历了一番波折之后，终于开始懂事了。
可是，并不是所有的合金都能顺利通过这个阶段。
有些在再结晶的过程中，反而更加脆弱，像是失去了灵魂的空壳，令人心疼。
当我们观察变质前后的铝硅合金时，简直像是在翻看一本图鉴。
1．实验目的1)熟悉铸造铝硅合金的熔炼、精炼、细化和变质处理的过程；2)掌握铸造铝硅合金精炼、细化和编制处理的基本原理及方法；3)掌握细化剂和变质剂对铸造铝硅合金的影响。
2．实验内容1)对熔融的Al-7Si合金进行细化处理；2)对熔融的Al-7Si合金进行变质处理；3)在光学显微镜下观察，评价合金的细化和变质处理效果。
3．实验原理3.1 铝硅合金晶粒细化技术及其机理铸造铝合金铸态时通常呈现三种不同的晶粒状态：等轴晶、柱状晶和枝状晶。
有目的地一直柱状晶和枝状晶生长，促进细小等轴晶形成，这种工艺过程就叫做晶粒细化处理。
晶粒细化是通过控制晶体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。
而形核质点主要有两种来源：一是包括快速凝固法、动力学方法和成分过冷法等的内生形核质点，二是向熔体中添加晶粒细化剂的外来形核质点。
目前，添加细化剂成为生产过程中最有效、最实用的方法。
对于铝硅合金，通常将细化元素Ti、B以中间合金的形式加入熔体来实现晶粒的细化。
3.2 铝硅合金变质处理技术及其机理铝硅合金中，由于Si相在自然生长条件下会长成块状或片状的脆性相，严重的割裂基体，降低合金的强度和塑性，因而必须采用变质处理工艺，使共晶硅形貌发生变化，提高合金性能。
4．实验步骤1)在两个Al2O3坩埚中分别加入1000g的铝硅合金原料，在电阻炉中升温至720℃，溶化后保温1小时以促进成分的均匀化；2)对精炼处理后的Al-7Si合金教主一组试样；3)向一个坩埚中加入0.03%的B进行晶粒细化处理；4)向另一个坩埚中加入0.03%的Sr进行变质处理；5)1-2人为一组，每个20-30分钟以组为单位浇注试样，为充分观察细化和变质处理的孕育期和衰退期，应至少浇注4组试样；6)对各组试样进行处理，在光学显微镜下观察，评价合金的变质效果，观察晶粒尺寸。
5．实验结果分析5.1 晶粒细化效果分析将实验分成三个实验组，第1组为未加细化剂处理的原料铸型，第2组为加入细化剂处理20min后的原料铸型，第3组为加入细化剂处理40min后的原料铸型。
铝硅合金熔铸及组织分析（一、二）一、实验目的：1、了解及学习合金的熔铸全过程；2、掌握铝硅合金的变质处理；3、学会分析铝硅合金变质前后显微组织特征及性能；二、实验说明：在铸造合金中，以Ai—Si共晶为基的合金是最常用的，这主要是因为铸造性能好，硅在结晶时象石墨一样体积是膨胀的，收缩小，降低了铸件的热裂倾向，此外线膨胀系数很低，导热性好，广泛用于制造内燃机和压缩机的活塞。
并且经过变质处理以后，可以提高强度和韧性。
三、实验内容：铝硅合金是应用最广泛的一种铸造合金，常称为硅铝明，典型牌号为ZL102、含硅11—13％，从Ai—Si合金相图可知，其成分在共晶点附近，而具有良好的铸造性能。
当硅含量大于共晶成分时，铸造后得到的组织为粗大的针状硅和α固溶体所组成的共晶体及少量呈多面体的初生硅晶体组成。
粗大的硅晶体极脆，严重地降低了合金的塑性，为了改善合金的性能，可采用变质处理。
即在浇注前加入占合金总量2—3％变质剂（常用的变质剂为2∕3NaF+1∕3NaCl的混合物）。
由于钠能促进硅晶体的形核，并能吸附在硅的周围阻碍硅晶体的长大，使合金组织细化。
同时使合金的共晶点右移，而使原成分合金变为亚共晶，使变质后的合金组织成为初生α固溶体和细密共晶体（α+Si）组成。
由于共晶体中硅的细化，而使合金的强度与塑性显著改变。
四、实验程序加入金属硅↘1、配料→熔化金属铝→700—750℃→待硅熔化后进行搅拌→静置5分钟后→进行浇注。
加入金属硅加入变质剂↘↘2、配料→熔化金属铝→700—750℃→待硅熔化后→进行搅拌→静置5分钟后→进行浇注。
3、磨制金相试样，观察及分析金相组织；（1）、未经变质处理的组织：粗大的针状硅和α固溶体所组成的共晶体及少量呈多面体的初生硅晶体。
即（α+Si针状）共晶体+Si块。
（2）、经变质处理的组织：初生α固溶体和细密共晶体，即α+（α+Si点状）共晶体（3）分别测定变质前后两种合金的布氏硬度值。
在本实验中，熔铸部分为前半部分（一），金相样品的制备和组织分析为后半部分（二）五、实验任务与要求：1、说明合金实验方案及成分设计的要求。
作业胡克1200701铝硅合金的变质处理共晶型高硅铝合金4032( (Si)=11．0％～13．5％)，具有密度小、热膨性好、耐磨性高等特点，该合金在国内外已广泛用于制造机车发动机活塞。
针对高硅铝合金的特殊性，在实际生产中采用Na盐对其进行变质处理以改善合金性能，能有效对共晶硅进行细化，较好的抑制针状共晶硅长大，阻碍五瓣星状初晶硅的各向异向生长，使其变成球形，改变其形貌与尺寸，可显著提高合金的力学性能，从而使此类材料具有更优良的性能。
过共晶铝硅合金具有密度小、热膨胀系数小、热稳定性好、强度高和耐磨性高等优点，并拥有优良的铸造性能，被用于制造汽车发动机活塞、缸盖以及汽车空调压缩机的缸体等零件。
未经过变质处理的过共晶铝硅合金微观组织是由块状的初晶硅和枝状的共晶硅组成的，机械强度很低、切削加工性差、表面光洁度低，而且对刀具的磨损大，工作效率也较低，因此，不经过变质处理很难直接使用。
1 铝合金变质处理铝合金的变质处理可分为3类：细化初晶α（Al）或初晶硅，改变和细化共晶硅的形状以及改变有害杂质相（如富铁相）的形态。
第1类变质处理———细化初晶细化初晶的元素有多种，常见是钛、硼、锆、稀土等，其细化机理较复杂，至今尚有争论。
细化初晶硅的机理已基本解决，磷是细化初晶硅的唯一选择。
一般认为，AlTi5B是（Al）的最佳细化剂，使用最广泛。
市场上供应的AlTi5B 形状、大小，制造方法等不同，中小厂家多使用廉价的合金锭；轧制成盘条状的，晶粒细，细化效果好，使用方便，但价格较高。
Al Ti的形状有板片（针）状，块（点）状的，其中块（点）状的有多个结晶面的晶格常数和α（Al）的相近，细化效果最好。
2. P的作用（1）初晶硅在过共晶铝硅合金凝固的过程中，首先析出的是初晶硅，初晶硅的大小对台金的性能起着至关重要的作用。
目前研究最多，且效果最为理想的变质方法就是针对初晶硅的，采用P元素作为主要变质元素，不同的只是P的加入方式。
收稿日期:2000-09-13作者简介:许春香(19642),女,河北省河涧县人,副教授,硕士。
项目基金:山西省自然学基金项目编号2001024.·试验研究·ZL104铝硅合金的细化处理许春香1, 张金山1, 卢卫东2(1.太原理工大学材料学院,太原 030024;2.忻州通用机械厂,忻州) 摘 要:本文研究了Al 25Ti 21B 、Al 23Ti 23B 、Al 2Ti 2C 中间合金对亚共晶铝硅合金Z L104的晶粒细化效果。
结果表明:Al 23Ti 23B 中间合金的细化作用明显优于Al 25Ti 21B ,而Al 2Ti 2C 又优于前两者。
Al 2Ti 2C 中间合金含有大量细小的TiC 相,它具有优异的细化α2A1晶粒的性能,是α2A1有效的异质结晶核心。
关键词:Z L104合金;晶粒细化;细化效果 中图分类号:TG 146.2 文献标识码:A 文章编号:1004-6178(2000)06-0007-04The G rain R ef ining of Z L 104Al 2Si AlloyXU Chun 2xiang 1, ZHAN G J in 2shan 1, L U wei 2dong 2(1.College of M aterial Scince and Engineering Taiyuan U niversity of Techology ,Tai Y uan 030024,China ;2.The CurrentM achinery Factory ,Xin z hou ,China )Abstract :This paper reviews the refinement effect of grains of the master alloy ,Al 25Ti 21B 、Al 23Ti 21B 、Al 2Ti 2C on Z L104,a king of hypoeutectic Al 2Si alloy.The resulits show that the refinement effect of Al 23Ti 21B is evidently superior to that of Al 25Ti 21B ,and that the refinemnt effect of Al 2Ti 2C are better than those of the form two.Al 2Ti 2C master alloy contains a great amount of fine Tic which possess good refinement property on α2Al grains and effective solidification nucleus of α2Al.K ey Words :Z L104alloy ;Grain refinement ;Refinement effect. 对铝硅合金进行晶粒细化处理是提高合金力学性能和加工工艺性能,减少其铸件中缩松、气孔、偏析、热裂等铸造缺陷的有效措施,是当代铝合金加工业普遍重视的课题之一。
铝硅合金熔铸及组织分析（一、二）一、实验目的：一、了解及学习合金的熔铸全进程；二、掌握铝硅合金的变质处置；3、学会分析铝硅合金变质前后显微组织特征及性能；二、实验说明：在铸造合金中，以Ai—Si共晶为基的合金是最常常利用的，这主如果因为铸造性能好，硅在结晶时象石墨一样体积是膨胀的，收缩小，降低了铸件的热裂偏向，另外线膨胀系数很低，导热性好，普遍用于制造内燃机和紧缩机的活塞。
而且通过变质处置以后，可以提高强度和韧性。
三、实验内容：铝硅合金是应用最普遍的一种铸造合金，常称为硅铝明，典型牌号为ZL10二、含硅11—13％，从Ai—Si合金相图可知，其成份在共晶点周围，而具有良好的铸造性能。
当硅含量大于共晶成份时，铸造后取得的组织为粗大的针状硅和α固溶体所组成的共晶体及少量呈多面体的初生硅晶体组成。
粗大的硅晶体极脆，严重地降低了合金的塑性，为了改善合金的性能，可采用变质处置。
即在浇注前加入占合金总量2—3％变质剂（常常利用的变质剂为2∕3NaF+1∕3NaCl的混合物）。
由于钠能增进硅晶体的形核，并能吸附在硅的周围阻碍硅晶体的长大，使合金组织细化。
同时使合金的共晶点右移，而使原成份合金变成亚共晶，使变质后的合金组织成为初生α固溶体和细密共晶体（α+Si）组成。
由于共晶体中硅的细化，而使合金的强度与塑性显著改变。
四、实验程序加入金属硅↘一、配料→熔化金属铝→700—750℃→待硅熔化后进行搅拌→静置5分钟后→进行浇注。
加入金属硅加入变质剂↘↘二、配料→熔化金属铝→700—750℃→待硅熔化后→进行搅拌→静置5分钟后→进行浇注。
3、磨制金相试样，观察及分析金相组织；（1）、未经变质处置的组织：粗大的针状硅和α固溶体所组成的共晶体及少量呈多面体的初生硅晶体。
即（α+Si针状）共晶体+Si块。
（2）、经变质处置的组织：初生α固溶体和细密共晶体，即α+（α+Si点状）共晶体（3）别离测定变质前后两种合金的布氏硬度值。
