铝及铝合金晶粒细化用合金线材
第1部分：铝-钛-硼合金线材
（审定稿）编制说明
1 工作简况
1.1 任务来源
随着铝材的广泛应用。尤其是在高新技术领域的应用，对在后续深加工工艺中的组织提出了严格的要求，而控制其组织和性能的关键之一是熔铸出细小均匀的铸态晶粒组织，可明显改善铝型材性能，减少铸锭裂纹。要获得这种组织。必须通过不同的手段处理熔体，包括液态时加入各种处理剂或借助外来能量(如机械振动、电磁搅拌、超声波处理等)使α—Al基体细化．而晶粒细化是增加材料强度、改善塑性的重要手段之一，也是改善铝材质量的重要途径。在工业生产条件下，添加处理剂的方式是最简便而又有效的方法。
最初研制的晶粒细化剂是把K
2TiF
6
、KBF
4
等直接加到熔体中，与熔融铝发生反应，形
成TiAl
3或TiB
2
粒子而产生细化作用的。由于产生的细化效果不均匀，无法预测晶粒细化
的响应程度，目前已被淘汰。为了克服铝及其合金中直接加入盐类化合物的缺点，人们研究并采用了A1—Ti—B中间合金细化剂。铝钛硼熔体处理剂曾风靡一时，得到不少厂家的青睐。
国标委综合[200×]×××号文件及中国有色金属工业协会中色协综字[200×]×××号文件，下达了编制《铝及铝合金晶粒细化剂》第一部分：铝钛硼合金线材国家标准的任务，并确定了新星化工冶金材料（深圳）有限公司为编写单位。
1.2 起草单位
新星化工冶金材料（深圳）有限公司于1992年7月在广东省深圳市罗湖区莲塘成立，2004年因公司发展需求，在光明新区公明镇高新科技园建立了全新的厂区；新星化工是一家以专业生产铝材处理剂、铝钛硼合金等高科技产品的中美合资企业。工厂占地面积有5万多平方米，主要产品有有色金属复合材料、新型合金材料及铝材处理剂。
1.3主要过程和内容
本标准由中国有色金属工业标准计量质量研究所任主办部门，由新星化工冶金材料（深圳）有限公司任起草单位。
新星化工冶金材料（深圳）有限公司自接受起草任务后，收集生产统计、品管检验数据、市场需求及客户要求等信息。初步确定了《铝及铝合金晶粒细化剂》国家标准起草所
遵循的基本原则：
1）查阅相关标准和国内外客户的相关技术要求；
2）本标准编制过程中，积极向国际标准靠拢，做到标准的先进性；
3）根据国内铝及铝合金加工企业具体情况，力求做到标准的合理性与实用性；
4）根据技术发展水平及测试数据确定技术指标取值范围；
5）完全按照GB/T 1.1和有色加工产品标准和国家标准编写示例的要求进行格式和结构编写；
2009年8月主编单位根据标准的起草原则和企业的一些内控技术指标及检验数据毫无保留的撰写在标准的草案稿中，2009年10月广泛征求使用单位的意见，并根据使用单位的宝贵意见，对标准进行修订，形成标准的预审稿，2010年1月4日～7日在海南琼海XXXX 酒店召开《铝及铝合金晶粒细化剂》行标的预审会，与会专家对标准的讨论稿进行了认真、热烈的讨论，撰写了会议纪要，并形成了标准的审定稿。
1.3.1 标准题目的确定
本标准YS/T 447《铝及铝合金晶粒细化剂》分为三个部分：第一部分铝钛硼合金线材；第二部分铝钛碳合金线材；第三部分铝钛合金线材。本部分为YS/T 447 的第1部分。本部分代替YS/T 447.1－2002《铝及铝合金晶粒细化剂第一部分：铝-钛-硼合金线材》。
标准的预审会议上，与会专家提出修改标准的题目这一良好的建议，更改名称为《铝及铝合金晶粒细化用合金线材》，其原因如下：1）历史发展的需要；①早期用Ti、B的盐类物质来细化晶粒，故称之为细化剂。②后来，用含Ti、B元素的合金状物质来细化晶粒，故称之为中间合金晶粒细化剂。③最近（上世纪末至现在），盐类细化剂基本退出主力市场，现不再称中间合金晶粒细化剂，而改为铝-钛-硼晶粒细化中间合金或中间合金线（杆）。2）与国际上的称呼接轨（master alloy for grain refiners）。
1.3.2 范围
本部分规定了铸轧、铸挤等方法生产的铝-钛-硼合金线材的要求、试验方法、检验规则和标志、包装、运输、贮存及合同内容等。
本部分适用于细化铝及铝合金铸锭及铸轧带用线状铝-钛-硼合金。（以下简称线材）1.3.3 规范性引用文件
引用文件全部是标准正文中需要的内容。
1.3.4 标准的主要内容
本标准主要包括中间合金牌号命名基本原则、牌号、状态、规格、化学成分、尺寸偏差、力学性能、显微组织、外观质量、晶粒细化能力、其他要求、试验方法、检验规则、标志、包装、运输、贮存、合同内容。
本部分与YS/T 447.1－2002 相比；主要变化如下：
1)根据铝中间合金标准中牌号的表示方法从新命名线材牌号；
2)增加六个合金牌号；
3)规定了线材状态及规格；
4)将伸长率指标改为力学性能指标；
5)明确规定了各牌号线材其显微组织的要求，其晶粒细化能力的范围，并列出大量的典型金相组织照片；
6)表3中线材直径由“?9.5±0.2”改为“?9.5±0.3”；
7)“含氢量≤0.5ml/100g熔炉”改为“含氢量≤0.25ml/100g熔炉”。
2 技术要求
2.1 牌号、状态、规格
根据近些年的使用需求，及市场容量的扩大，较上一版增加六个合金牌号，牌号的表示方法确定为AlTi5B1有三个牌号分别为：AlTi5B1A、 AlTi5B1B、 AlTi5B1C，用户根据产品的用途对AlTi5B1的细化剂使用要求不太一样，因此，派生出三种牌号。
增加AlTi5B0.6这一牌号，原因是个别生产厂因产品的用途不同，需要低一些硼的产品做细化剂，经过与使用厂家的反复试验，效果良好。
增加AlTi5B0.2牌号而且是AlTi5B0.2A和 AlTi5B0.2B，硼含量低的产品用途为箔材用户、部分高镁和高锌合金产品，而且使用厂家对其化学成分的含量也有不同要求，因此派生出二个合金牌号。
增加AlTi3B1牌号，目前，使用的厂家很少，只有个别需求。
牌号的表示方法中参考中间合金的标准将国际注册的中间合金字母加数字表示方法采用括号的形式收录到标准中。
增加了状态和规格。
2.2 化学成分
化学成分牌号共收录7个，其中有AlTi5B1A、AlTi5B1B、AlTi5B0.6、AlTi5B0.2A和AlTi3B1共5个牌号的化学成分符合或严于相应的国际注册牌号的化学成分，其他两个AlTi5B1C和AlTi5B0.2B牌号的化学成分不符合相应的国际注册牌号的化学成分。
2.1 尺寸偏差
根据铝钛硼中间合金的使用特点及国内外市场的需求，确定了铝钛硼中间合金线材直径、卷外径、卷内径、卷高。
制备Al—Ti—B合金线杆的典型生产工艺：将重熔用铝锭加入炉内熔化，当铝液温度
达到800—1000℃后，将一定配比的氟钛酸钾(如TiF
6)与氟硼酸钾(KFB
4
)混合均匀并分批
加入炉内，强烈搅拌，使所加入的盐类反应完全，达到所要求的成分和温度后，利用由轮带式连续铸造机与多机架连轧机组成的连铸连轧机组轧制成直径为? 9.5±0.3mm的线杆，卷外径：?750±25mm，卷内径：?360±25mm，卷高：280±25mm。如果需要其他尺寸的产品，由供需双方协商，并在合同中注明。
原标准中的线杆直径为? 9.5±0.2mm ，如果采用挤压方法生产铝钛硼中间合金线材，则直径的偏差很小，易于保证，但铝钛硼中间合金线材的内部质量，尤其是TiB
2
质点不够细小，细化效果不佳，而采用连铸连轧机组生产的铝钛硼中间合金线材由于是连铸连轧，直径偏差很大，但内部组织极佳，因此，现大部分生产厂都采用该种工艺生产，因为直径的偏差对使用厂的影响不是很大，只要不影响喂线机的正常工作即可，因此改为现在的直径偏差。
2.2 力学性能
铝钛硼中间合金细化剂的力学性能要求不是很高，此标准根据实际测量的数值将力学性能比较详细的列出表格为：
Al-Ti-B合金线材力学性能
2.3 显微组织
本部分分别对不同种牌号铝钛硼中间合金的显微组织要求做了对比，对各种牌号的合格与不合格产品进行举例说明，并标明是否合格的具体原因。因为铝钛硼中间合金的质量绝大部分体现在显微组织的控制方面，标准的起草单位根据多年的生产检验经验及自己内
控的技术指标进行提炼，在本版标准中增加显微组织的控制表，在表中对TiB
2、TiAl
3
和
氧化夹杂物的尺寸做出具体规定，更重要的是在表中列出用途示例一栏，根据使用单位多年摸索出的经验给出。另外，根据起草单位的多年积累，列出大量的高倍检验图片，供大家参考。
Al—Ti—B中间合金是目前较为广泛使用的细化剂，世界上大约75％的铝加工企业都在使用Al—Ti—B线杆进行晶粒细化。常用的3种细化剂是：AITi5B0.2、AITi5BO.6、
AITi5B1，硼降低了TiA1
3，的溶解度，使TiAl
3
的溶解减慢甚至停止。这样就增加了亚包
晶成分合金中有效晶核数量，从而提高了细化效果。在熔体凝固期间，硼帮助了TiAl，的
生成，从而提高有效核心的数量来细化晶粒。
Al—Ti—B中间合金具有良好的细化效果，但该类细化剂如选择或使用不当，会对产品质量造成不良影响。例如，TiB
2
粒子易于聚集，极易与氧化膜或熔体中的盐类熔剂结合
造成夹杂；TiB
2
粒子粗大，在轧制双零铝箔时，可导致针孔；有时会使带材断裂并损坏轧辊；或对后续薄板成形工艺(如拉深工艺等)产生负面影响。当铝液中含有微量的Zr、Cr、
Mn等溶质时，合金的金属化合物尺寸比没有此类元素时大许多，TiB
2
粒子被“毒化”而失去细化效果。在本部分举例典型显微组织照片进行参照。
2.4 外观质量
中间合金外观应避免夹渣、腐蚀、盐、夹杂物、油污或任何异物等，但允许有氧化膜、皱皮和收缩裂纹。对于需方要求的喷涂标识，其程度不应影响产品质量和实收率。如果制品表面由于缩孔或裂纹的存在，导致运输和贮存过程中制品含有水分，装炉前应对其进行彻底的干燥和预热，以防止炉内发生剧烈爆炸。
2.5 晶粒细化能力
本部分晶粒细化能力的数据是按附录A试验得到的，该试验经过细心安排等到准确、直观的数据，实验结果可以得出不同牌号的晶粒平均直径的大小。
2.6 氢含量
熔体的氢含量是比较重要的技术指标，目前，很多企业都购买在线≤0.25mL/100g熔体净化装置对熔体进行在线净化处理，因此，将氢含量指标由≤0.50mL/100g熔体，改为≤0.25mL/100g熔体。
2.7 标识
由于同一牌号分为不同的档次，需要在标识上清晰标明，因此经与会专家的研究决定，在检验合格的卷材上没间隔一米应有牌号的黑色喷码进行标识。其卷材的外表面还应标有醒目的颜色标识，具体颜色标识见下表：
2.8 其他
其他技术要求除格式略有调整外，与上一版相比没有重大的变动。
3 预期效果
本标准的编写，不仅将会规范和引导铝钛硼中间合金细化剂的开发应用，也可满足我国铝钛硼中间合金细化剂的生产和国内外贸易的需求，同时，它将为生产商、用户、供应商三方提供最基本的技术依据，它将会在合理配置社会资源的前提下，带来技术进步、品种增多、性能提高的竞争局面。
《铝及铝合金晶粒细化剂》编制组
2010年6月20日
常用金相腐蚀剂（转）
低倍组织浸蚀剂 序号用途成份腐蚀方法附注 A101 大多数钢种 1:1(容积比工业盐酸水溶液 60-80℃热蚀时间: 易切削钢5-10min 碳素钢等5-20min 合金钢等15-20min 酸蚀后防锈方法: a. 中和法:用10%氨水溶液浸泡后再以热水冲洗。 b. 钝化法:浸入浓硝酸5秒再用热水冲洗。 c. 涂层保护法:涂清漆和塑料膜。 A102 奥氏体不锈钢.耐热钢盐酸 10份硝酸 1份水 10份 (容积比) 60-70℃热蚀时间: 5-25min A103 碳素钢合金钢高速工具钢盐酸 38份硫酸 12份水 50份 (容积比) 60-80℃热蚀时间: 15-25min A104 大多数钢种盐酸 500ml 硫酸 35ml 硫酸铜 150g 室温浸蚀在浸蚀过程中,用毛刷不断擦拭试样表面, 去除表面沉淀物可用 A108号浸蚀剂作冲刷液
A105 大多数钢种三氯化铁200g 硝酸 300ml 水 100ml 室温浸蚀或擦拭1-5min A106 大多数钢种盐酸 30ml 三氯化铁 50g 水 70ml 室温浸蚀 A107 碳素钢合金钢 10%-40%硝酸水溶液 (容积比室温浸蚀 25%硝酸水溶液为通用浸蚀剂 a.可用于球墨铸铁的低倍组织显示。 b.高浓度适用于不便作加热的钢锭截面等大试样。 A108 碳素钢合金钢显示技晶及粗晶组织 10%-20%过硫酸铵水溶液室温浸蚀或擦拭 A109 碳素钢合金钢三氯化铁饱和水溶液 500ml 硝酸 10ml 室温浸蚀 A110 不锈钢及高铬.高镍合金钢硝酸 1份盐酸 3份 A111 奥氏体不锈钢硫酸铜 100ml 盐酸 500ml 水 500ml 室温浸蚀也可以加热使用通用浸蚀剂 A112 精密合金高温合金硝酸 60ml 盐酸 200ml 氯化高铁 50g 过硫酸铵 30g 水 50ml 室温浸蚀 A113 钢的技晶组织工业氯化铜铵12g 盐酸 5ml 水 100ml 浸蚀30-60min后对表面稍加研磨则能获得好的效果 A114 显示铸态组织和铸钢晶粒度硝酸 10ml 硫酸 10ml 水 20ml 室温浸蚀 A115 高合金钢高速钢铁-钴和镍基高温合金盐酸 50ml 硝酸 25ml 水 25ml 稀王水浸蚀剂 A116 铁素体及奥氏体不锈钢重铬酸钾 25g (K2Cr2O7) 盐酸 100ml 硝酸 10ml 水 100ml 60-70℃热蚀时间:30-60min 碳钢、合金钢显微组织 序号用途成份腐蚀方法附注 A201 碳钢合金钢硝酸 1-10ml乙醇 90-99ml 硝酸加入量按材料选择，常用3%-4%溶液，1%溶液适用于碳钢中温回火组织及CN共渗黑色组织最常用浸蚀剂。但热处理组织不如苦味酸溶液的分辩能力强 A202 钢的热处理组织苦味酸 2-4g乙醇100ml必要时加入4-5滴润湿剂室温浸蚀浸蚀作用缓慢能清晰显示珠光体、马氏体、回火马氏体、贝氏体等组织，F3C染成黄色 A203 显示极细珠光体戊醇 100ml苦味酸 5g 通风柜内操作不能存放 A204 显示淬火马氏体与铁素体的反差苦味酸 1g水 100ml 70-80℃热蚀时间:15-20秒也可以使用饱和溶液 A205 显示铁素体与碳化物的组织苦味酸 1g盐酸 5ml乙醇 100ml 室温浸蚀 Vilella试剂经 300-500℃回火效果最佳,也可显示高铬钢中的板条马氏体与针状马氏体的区别 A206 显示合金钢回火马氏体 1%硝酸乙醇1份4%苦味酸乙醇1份室温浸蚀
铝合金晶粒细化剂的试验方法⑴ 高泽生 (涿州市铝合金材料厂 河北涿州 072750) 摘要 介绍了铝合金晶粒细化剂性能的各种试验方法:铝合金晶粒细化剂标准试验TP1法;K BI环模试验法;雷诺高尔夫T模试验法;德国铝联合公司VAW法和美国铝业公司Al2 coa冷指试验法。 关键词 TP1试验法 铝合金 晶粒细化剂 雷诺高尔夫T模试验法 VAW法 K BI环模试验法 Alcoa冷指试验法 铝合金晶粒细化剂的供需双方都要有一个评定晶粒细化试验结果与铸品中晶粒尺寸相互关系的标准方法。80年代中期,由于没有统一的标准试验法,一些供应厂开发了自己的检验方法,按用户要求供应产品。这些方法包括Alcan试验法、K B I环模试验法、雷诺标准高尔夫T模试验法(Reynolds standard G olf Tee Test)、VAW法、美国铝业公司冷指试验法(Al2 coa cold Finger Test)。 由于这些方法使用的工具和试验条件不同,所得的晶粒细化结果,即晶粒尺寸也不相同。因此,必须提供一个共同认可的统一方法。这个方法就是铝业协会通过的以70年代开发的Alcan试验法为蓝本的“铝合金晶粒细化剂标准试验法TP1”,首次公布于1987年〔1〕, 1988年1月正式发行。文献〔2〕概述了自1986～1997年TP1法的开发过程。这就是本文下面介绍的TP1标准试验法。 以后发表的有关TP1标准法的研究文献,主要涉及测量精度、再现性〔3〕、实验方法与试验技术具体问题〔4〕。文献〔3〕的结论是,当晶粒细化剂加入量足够产生均匀的等轴晶时,TP 1法是精确的,特别是晶粒尺寸在100～130μm范围内再现性和精度最高。一般情况下,精确度偏差为±10μm。研究还发现,TP1法对基体合金中的铁和硅浓度敏感。例如用9919%Al和9917%Al制造的丝,铁含量较高的9917%Al制造的晶粒细化剂显示了高的细化效果,铁含量由0115%变化至0120%时平均晶粒尺寸减小5μ,即每0101%Fe有2μm的变化。 下面分别介绍这些试验方法。 1 标准试验法TP1 本方法适用于确定晶粒细化剂在标准条件下对于规定成分的铝合金在凝固期间减小晶粒尺寸的能力,也适用检验晶粒细化剂组织均匀性和有无缺陷。兹重点介绍如下。 1.1 取样 ⑴化学分析试样 华夫锭:应从一个小锭的顶部、底部和中心部取相等重量的钻屑混合组成。 丝:至少由两个不相邻的段上能代表整个截面的铣屑或剪屑组成。 ⑵晶粒细化试验试样 华夫锭:从一个熔次任选一小锭的中央部取要求重量的晶粒细化剂(图4b)。 丝:从一卷任意部取一段要求重量的晶粒细化剂;金相检验试样的纵、横截面如图5所示;机械性能测量试样长度应保证300mm。1.2 化学成分 按上述方法取的化学分析试样,按美国联 收稿日期:1998-06-03
常用金相试样化学腐蚀剂 浸蚀剂名称成份适用范围及使用要点 硝酸酒精溶液硝酸2-4ml 酒精100ml 各种碳钢、铸铁等 苦味酸酒精溶液苦味酸4g 酒精100ml 珠光体、马氏体、贝氏体、渗碳 体 盐酸苦味酸盐酸5ml 苦味酸1g 水100ml 回火后马氏体或奥氏体晶粒 氯化铁盐酸水溶液氯化铁5g 盐酸50ml 水100ml 奥氏体-铁素体不锈钢 奥氏体不锈钢 混合酸甘油溶液硝酸10ml 盐酸30ml 甘油30ml 奥氏体不锈钢 高Cr Ni耐热钢 王水酒精溶液盐酸10ml 硝酸3ml 酒精100ml 18-8型奥氏体钢的δ相 三合一浸蚀液盐酸10ml 硝酸3ml 甲醇100ml 高速钢回火后晶粒 硫酸铜盐酸溶液盐酸100ml 硫酸5ml 硫酸铜5g 高温合金 氯化铁溶液氯化铁30g 氯化铜1g 氯化锡0.5g 盐酸50g 铸铁磷的偏析与枝晶组织 苦味酸钠溶液苦味酸1g 水100ml 区别渗碳体和磷化物 氯化铁盐酸水溶液氯化铁5g 盐酸15ml 水100ml 纯铜、黄铜及铜合金 绿化铜盐酸溶液氯化铜1g 氯化镁4g 盐酸2ml 灰铸铁共晶团
酒精100ml 硫酸铜-盐酸溶液硫酸铜4g 盐酸20ml 水20ml 灰铸铁共晶团 硫酸铜-盐酸溶液硫酸铜5g 盐酸50ml 水50ml 高温合金 盐酸-硫酸-硫酸铜溶液硫酸铜5g 盐酸100ml 硫酸5ml 高温合金 复合试剂硝酸30ml 盐酸15ml 重铬酸钾5g 酒精30ml 苦味酸1g 氯化高铁3g 高温合金 硬质合金试剂A饱和的三氯化铁 盐酸溶液 B新配置的20%氢氧 化钾水溶液+20%铁 氰化钾水溶液 硬质合金先在A试剂中浸蚀 1min，然后在B试剂中浸蚀3min， WC相（灰白色），TiC-WC相(黄 色)Co（黑色） 氢氧化钾-铁氰化钾水新配置的10%氢氧 化钾水溶液+10%铁 氰化钾水溶液 硬质合金的n相 混合酸硝酸2.5ml 氢氟酸1ml 盐酸1.5ml 水95ml 显示硬铝组织 氢氟酸水溶液氢氟酸0.5ml 水99.5ml 显示一半铝合金组织 苛性钠水溶液苛性钠1g 水100ml 显示铝与铝合金组织
目录 1、引言 (1) 2、细化原理 (1) 2.1、包晶相图理论 (2) 2.2、碳化物-硼化物理论 (2) 2.3、双重形核理论 (3) 2.4、α-Al晶体增殖理论 (3) 3、合金元素的作用 (3) 3.1、Ti对铝合金熔铸组织的细化作用 (3) 3.2、B对铝合金熔铸组织的细化作用 (4) 3.3、其它杂质元素对铝合金熔铸组织的 细化影响 (4) 4、小结 (5) 5、参考文献 (6)
Al-Ti-B合金晶粒细化 【摘要】铝合金中加入少量Ti和B时,铝合金组织可得到明显细化，合金的强度、韧度、耐磨性、抗疲劳性能及热稳定性等均有所提高。 【关键词】铝钛硼合金晶粒细化合金元素 Al-Ti-B Alloy grain refinement 【Abstract】Aluminum alloy to add a small amount of Ti and B, the refined aluminum alloy group is obviously, the strength of the alloy, toughness, wear resistance, fatigue resistance and thermal stability were improved 【Key words】Al-Ti-B alloy grain refinement alloying elements 1、引言 根据Hall-Petch公式可知，材料的屈服强度和材料的晶粒大小成反比，细小的晶粒尺寸可以有效地提高材料的强度和韧性，同时改善合金的机械加工性能，对于铝在各行业的应用均具有重要的意义 [1]。目前，细化铝合金晶粒的方法主要包括以下4种： ①控制金属凝固时的冷却速度[2]； ②机械物理细化法，包括机械振动和机械搅拌等； ③物理场细化法[3]，如电场、磁场和超声波处理等； ④化学细化法，加入各种晶粒细化剂，促进铝及合金的形核或抑 制晶核长大。 在工业生产中，细化晶粒尺寸最常用的方法是化学细化法，即在熔融的铝液中加入晶粒细化剂，起到异质形核的作用，进而细化晶粒尺寸。铝钛硼合金晶粒细化是铝加工业普遍采用的晶粒细化方法，对铝合金的铸态组织具有强烈的细化作用。它可以使合金成份均匀，加快铸造速度，减少裂纹，消除羽毛状晶和冷隔。在随后的压力加工过程中，还可以提高铝板的力学性能，减小板材的变形织构和各向异性，提高板材的深冲性能和成品率。铝钛硼的组织对铸态晶粒的细化效果起关键性作用。 2、细化机理 由于铝合金的细化过程非常复杂，与熔炼条件和铸造条件相关，且容易受到杂质元素的影响，导致细化效果发生改变。因此，仍没有一种理论能较全面的解释整个细化过程。目前，铝晶粒细化的细化理论主要包括[4]：包晶相图理论、碳化物-硼化物、双形核理论、α-Al 晶体增殖理论、超形核理论等。 2.1、包晶相图理论
铝及铝合金的熔体净化和晶粒细化 摘要：综述了铝合金熔体净化的技术特点，重点分析了气泡浮游法、过滤法、熔剂法等几种常见的熔体吸附净化方法的工作原理和工艺改进，介绍了新型的旋转脉冲喷吹工艺、超声波 净化工艺和电磁净化工艺，并展望了熔体净化工艺研究发展的趋势；综述了晶粒细化剂的发 展历史及细化剂的细化机理和各种细化剂的比较，并着重介绍了新一代的Al-Ti-C晶粒细化剂。关键词：铝合金；熔体净化；细化剂；细化机理 1综述 近年来铝合金材料大致向两个方向发展：一是发展高强高韧等高性能铝合金新材料，以 满足航空航天等军事工业和特殊工业部门的需要；二是发展一系列可以满足各种条件用途的 民用铝合金新材料。与国外相比，我国铝合金研究的整体水平还比较落后，基础理论研究和 技术装备水平及其完善程度都与国外的差距很大。目前，铝合金研究的重点之一是研究和采 用各种先进的熔体净化与变质处理方法，去除铝液中的气体和夹杂物，降低杂质含量，提高 铝熔体的纯度，细化铝的晶粒从而改善铝合金的性能。这也是可持续发展战略中废铝回收亟 待解决的技术难题。 熔体净化是保证铝合金材料冶金质量的关键技术，引起企业界的广泛关注。铝合金熔体 净化的目的，主要是降低熔体中的含气量和非金属夹杂物含量。对熔体纯洁度的要求，一般 铝合金制品的含气量应小于0.15ml/100gAl，特殊的航空材料要求在0.10ml/100gAl以下；钠含量应在5ppm以下；非金属夹杂物不允许有1～5Lm尺寸的颗粒和聚集物，夹杂物含量越低越好。可见，对铝合金熔体的纯洁度要求是非常严格的。要达到上述要求，需采用各种先进的 净化处理技术。 铝及其合金组织的微细化，可显著提高铝材的力学性能和加工工艺性能。晶粒细化处理 是使铝及其合金组织微细化，获取优质铝锭，改善铝材质量的重要途径。铝加工工业的迅速 发展促进了各种铝晶粒细化剂的开发与生产。 本文将在初步总结和分析国内外熔体净化和晶粒细化剂生产实践及文献资料的基础上， 较全面地讨论各种铝合金熔体净化技术及其发展趋势，讨论各种晶粒细化剂及发展趋势。
铝合金及铜合金金相制样的制备 材料成型实验室内部资料 2012.9.14 内容是根据个人经验总结得来，每个人的经验可能不同，具体操作技巧还有自己多磨多总结，本文仅供参考。刚开始一般几天都很难磨好一个样，但熟练后一天10-20个不成问题。如果谁有上面好的经验可以慢慢总结尽量，慢慢完善。 金相试样制备步骤：取样、镶样、标号、磨光、抛光、显示。 一、取样、镶样、标号 根据所需检测面的组织取样（手工锯或线切割），确定磨哪个面，然后再镶样机上镶样（样品大小如果合适就不必镶样），并对所取样品进行编号标示，以免样品多或放置时间长而导致样品混乱分不清。保证每个样品用一个样品袋装着并贴上标签纸。 二、磨光、抛光 1、磨光 原则（最终要求）：一个平面、划痕朝一个方向 磨光一般包括粗磨和细磨两个阶段，每步都要达到上面要求即只有一个平面，划痕朝一个方向；粗磨一般在300-1000的砂纸上进行，细磨一般在1500-2000上砂纸上进行，样品比较平整的可以直接进行细磨。 技巧：手拿着样品放在预磨机上保证压力均匀的压着样品，用力要适中，手不动。细磨时也可以不在预磨机上直接把砂纸放在桌之上手工磨，手工磨时要保证磨的方向朝一个方向，用力均匀。 初学者容易出现的问题：a、磨出几个平面；b、磨成斜面；c、磨的时候没加水找出严重氧化；d、手指拿样品时靠砂纸太近，不知不觉把手机磨破； 2、抛光 原则（最终要求）：光亮、无划痕、无污点 抛光在抛光机上进行，抛光布有软些的和较硬的，根据实际情况选择那种抛光布，也可以粗抛时在硬一点的布上抛，然后再在软一些的布上抛，抛光时一般都要不定期的加抛光粉，加入量根据实际情况确定，一般是开始时粗抛加多点，后面少加点。抛光时样品压在抛光布上的压力一定要把控好，一般也是开始时压力大点，到后面基本不用力，就让样品跟抛光布轻轻接触。最后保证样品达到上面要求。 抛光一般在5-30分钟即可抛好，如果超过30分钟样品表面容易出现颗粒掉落、应力等缺陷，建议用砂纸（1500-2000）细磨后重新抛光 技巧：手拿样品控制好压力，开始时可以用点力，多加点抛光粉，且手拿样品从抛光布中央向边缘（线速度大）游走，这样即可以使磨光过程产生的粗大划痕可以快点磨掉，也能延长抛光布的使用寿命；到后期则基本不用力，保证样品跟抛光布接触即可，同时抛光粉稍微少加点，但一般不建议不加用清水抛，清水抛容易出新划痕，手拿样品让样品从边缘向中
铝晶粒细化剂制造项目 策划方案 泓域咨询机构
报告说明 铝晶粒细化剂直接应用于铝材制造加工过程，其产品质量直接影响成型后铝材性能，而判断铝晶粒细化剂产品质量的标准主要包括：熔体纯净程度、晶核颗粒团大小、形核能力及扩散速度。根据上述判断标准，铝晶粒细化剂可分为四个等级：第一类专用于航空航天用铝板、PS版、CTP版、罐料、电子铝箔的生产，该类铝晶粒细化剂对晶核尺寸、熔体纯净程度、晶核形核能力及扩散速度要求最高；第二类主要是轨道交通用铝材、普通装饰用铝板、普通包装用铝箔、汽车铝板类产品加工所使用的铝晶粒细化剂，其性能要求略为降低；第三类用于建筑铝型材，其性能要求已大为降低；第四类用于铸造铝材，该类铝晶粒细化剂大多属于块状合金，一般的市场要求只是化学成分、杂质含量控制在行业标准范围即可，其生产装备和工艺要求均较为简单。目前，英国LSM、美国KBAlloys、荷兰KBM为高端（即有能力生产第一类、第二类产品）铝晶粒细化剂主要生产厂商。 本期项目总投资包括建设投资、建设期利息和流动资金。根据谨慎财务估算，项目总投资33375.05万元，其中：建设投资26409.63万元，占项目总投资的79.13%；建设期利息524.31万元，占项目总投资的1.57%；流动资金6441.11万元，占项目总投资的19.30%。
根据谨慎财务测算，项目正常运营每年营业收入76600.00万元， 综合总成本费用63091.72万元，净利润7959.87万元，财务内部收益 率21.92%，财务净现值1992.35万元，全部投资回收期6.05年。本期项目具有较强的财务盈利能力，其财务净现值良好，投资回收期合理。 本期项目技术上可行、经济上合理，投资方向正确，资本结构合理，技术方案设计优良。本期项目的投资建设和实施无论是经济效益、社会效益等方面都是积极可行的。 综合判断，在经济发展新常态下，我区发展机遇与挑战并存，机 遇大于挑战，发展形势总体向好有利，将通过全面的调整、转型、升级，步入发展的新阶段。知识经济、服务经济、消费经济将成为经济 增长的主要特征，中心城区的集聚、辐射和创新功能不断强化，产业 发展进入新阶段。 报告全面深入地进行市场分析、预测、调查和预测拟建项目产品 在国内、国际市场的供需情况和销售价格；研究产品的目标市场，分 析市场占有率；研究确定市场，主要是产品竞争对手和自身竞争力的 优势、劣势，以及产品的营销策略，并研究确定主要市场风险和风险 程度。
铝及铝合金压型板编制说明 （预审稿） 1 任务来源 国内铝及铝合金压型板在仓库、厂房、商场、展览厅、体育馆、地铁及高铁等应用领域有大量应用。这些铝及铝合金压型板，特别是合金类高强度压型板可以应用机械化施工手段，施工速度快、自重轻、用料省，同时又造型灵活、色彩丰富等，已在一定程度上替代传统的建筑用压型钢板（墙体和屋面），并开始得到广泛应用。尤其在最近几年，国内经济发展较快，各类基础建设频繁，对铝及铝合金压型板的需求量上升较快。 随着技术进步和市场需要，我国铝及铝合金压型板的应用逐步由1系合金为主推广到主要使用高强度的3系列、5系列的铝锰（铝锰镁）合金，而发达国家以5系列合金为主。同3系、5系合金相比较，1系合金力学性能普遍较低，这就必须要求通过板厚的增加来提高材料的承载能力；3系合金与1系相比具有以下特点：耐腐蚀，特别是在铝镁锰系合金表面经过涂层处理后更是增加了材料本身的抗氧化能力；加工成型容易，3系列、5系列铝锰、铝镁合金的延伸率、硬度、抗拉强度、屈服强度等指标均高于1系合金且均非常适于屋面卷边、轧压设备的加工，因此广泛应用在屋面、墙面系统等建筑外围护工程中，且板厚可以适当降低（通过计算符合要求），因此可以节约材料的使用量，有利于节能环保。 另一种技术发展趋势是表面无涂层的铝及铝合金压型板逐步向涂漆类铝及铝合金压型板产品发展。铝及铝合金压型板的表面处理多样，美观，可进行阳极氧化，电泳，化学处理，抛光，涂漆处理，屋面板材颜色可随意选择，满足建筑外观的多重颜色要求，增加了铝合金本身的防腐蚀性。 GB/T 6891-2006 铝及铝合金压型板国家标准主要以1系合金为主，以非涂漆产品为主。随着技术的进步及市场需求的需要，铝及铝合金压型板逐渐过渡到以3系、5系高性能合金，以涂漆类产品为主。并且现在压型板含屋面板、墙面板、楼面结构铝承板、门面板等，种类已丰富很多。特别是现在使用的屋面板、墙面板对性能和板厚有严格的要求。因此，随着市场及技术的变化，国标GB/T 6891-2006已不适应铝及铝合金压型板的需要，非常有必要重新修订该标准，以适应市场变化的需求。因此，针对产品的一些重要技术指标修订国家标准加以规范就显得尤为重要，尽快修定《铝及铝合金压型板》国家标准十分必要，而且迫在眉睫。 有色标委下达了编制《铝及铝合金压型板》国家标准的修订任务，并确定了福建省南铝板带加工有限公司为主编单位。 2 工作简况 2015年，在全国有色金属标准化技术委员会组织下，成立了以福建省南铝板带加工有限公司为主要起草单位，以中色科技股份有限公司、江西杭萧钢构有限公司、广东兴发铝业有限公司等单位为参加起草单位的编制小组。在本部分的起草过程中，编制小组认真组织调研、分析、研究欧盟等国外压型板的标准现状、生产水平以及检测手段，并对我国铝及铝合金压型板产品的生产企业进行调研，同时采集具有代表性的压型板生产企业的产品样品，进行产品性能的试验，获得了大量的试验数据。在GB/T 6891-2006的基础上，参考了YS/T 431《铝及铝合金彩色涂层板、带材》、GB/T 3880 《一般工业用铝及铝合金板、带材》、GB/T 12755《建筑用压型钢板》、GB50429 铝合金结构设计规范、BS EN 507、BS EN 508等标准，通过综合研究、分析、整理调查资料及试验数据，确立了本部分的技术要素、性能指标、试验方法形成了标准的讨论稿，于2015年3月25日～3月26日在江苏省无锡市由全国有色金属标准化技术委员会组织召开该标准的第一次工作会议；根据讨论意见编制小组修改标准并安排了中色科技股份有限公司、江西杭萧钢构有限公司、广东兴发铝业有限公司等单位对标准性能指标进一步试验，于2015年6月完成了本标准的征求意见稿，并向全国有关生产企业函送征求意见稿，结合各单位提出的意见于2016年6月完成了本标准预审稿（第一次）；2016年6月29
细晶镁合金的制备方法 制约变形镁合金发展的主要原因在于其较差的室温塑性变形能力，如何在较大程度上改善镁合金的塑性已成为人们关注的焦点。常用的方法包括合金化及晶粒细化等。而结合镁合金室温滑移系少、形变各向异性强的特点，用织构强化或软化来提高或合理利用镁合金的力学性能，已成为变形镁合金研究领域的一个重要分支。 纯镁的晶粒尺寸细化到8um以下时，其脆性转变温度可降至室温。若采用适当合金化及快速凝固工艺将晶粒细化到1um时，甚至在室温下镁合金亦可以具有超塑性，其伸长率可达到1000%。因此通过镁合金晶粒细化可以调整材料的组织和性能，获得具有优良变形性能的材料。细化晶粒的方法有很多，下面介绍几种常见的制备细镁合金的方法。 1 等径角挤压（ECAP） 强应变化塑性变形可以在低温度条件下使金属材料的微观结构得到明显的细化，从而大大提高其强度和韧性。近年来研究表明，大塑性变形可以成功制备具有超细晶（微米级，亚微米级和纳米级）微观结构的金属材料。前苏联科学家Segal于1981年提出了等截面通道角形挤压法(equal channel angular press-ing)等径角挤压法（ECAP）。ECAP的基本原理；将润滑良好、与通道截面尺寸相差无几的块状试样放进入口通道，在外加载荷作用下，由冲头将试样挤放进入口通道，在外加截荷作用下，由冲头将试样挤到出口通道内。入
口通道与出口通道之间存在一个夹角。在理想条件下，变形是通过在两等截面通道交截面（剪切平面）发生简单的切变实现的。经角径角挤压后，试样发生简单切变，但仍保持横截面积不变，挤压过程可以反复进行，从而在试样中实现大塑性变形。通过这项技术，可以不依赖粉末冶金和复杂的形变热处理而制备大体积块状细晶材料。 2 添加适当的合金化元素 根据合金化原理，明确各种元素在镁中产生的作用，针对不同的需要对镁合金中添加适当的微量合金元素，并进行显微组织和结构设计，引人固溶强化、沉淀强化或弥散强化等机制，可以达到细化晶粒，调整镁合金组织，提高和改善合金性能的目的。如SN、SB和PB等元素在镁中有较大的极限固溶度，而且．随着温度的卜降，固溶度减小并生成弥散沉淀相。根据沉淀强化原理，这些元素能够提高镁合金度的强度：而有的表面活性元素．可以减小粗大相的形成，起到细化晶粒的作用，甚至可以生成弥散相阻碍晶界的滑移 Zr元素在镁合金中就是一种最有效的晶粒细化剂、 3 大挤压比热挤压(L)100) 镁合金组织性能受塑性变形影响很大，因此可以通过塑性加工过程控制或改善镁合金坯料的组织性能，例如镁合金挤压棒材的性能右严重的各向异性，需采用热挤压方法消除各向异性，通过采用不同的挤压温度、改变挤压比、挤压速度可以获得不同组织性能的镁合
6063铝合金铸锭的生产工艺及详细流程 一．Al-Mg-Si系合金的基本特点： 6063铝合金的化学成份在GB/T5237-93标准中为0．2-0．6％的硅、 0．45-0．9％的镁、铁的最高限量为0. 35％，其余杂质元素(Cu、Mn、 Zr、Cr等)均小于0．1％。这个成份范围很宽，它还有很大选择余地。 6063铝合金是属铝-镁-硅系列可热处理强化型铝合金，在AL-Mg-Si 组成的三元系中，没有三元化合物，只有两个二元化合物Mg2Si和M g2Al3，以α(Al)-Mg2Si伪二元截面为分界，构成两个三元系，α(Al)- Mg2Si-(Si)和α(Al)-Mg2Si-Mg2Al3，如图一、田二所示： 在Al-Mg-Si系合金中，主要强化相是Mg2Si，合金在淬火时，固溶 于基体中的Mg2Si越多，时效后的合金强度就越高，反之，则越低， 如图2所示，在α(Al)-Mg2Si伪二元相图上，共晶温度为595℃，Mg 2Si的最大溶解度是1．85％，在500℃时为1. 05％，由此可见，温 度对Mg2Si在Al中的固溶度影响很大，淬火温度越高，时效后的强 度越高，反之，淬火温度越低，时效后的强度就越低。有些铝型材厂 生产的型材化学成份合格，强度却达不到要求，原因就是铝捧加热温 度不够或外热内冷，造成型材淬火温度太低所致。 在Al-Mg-Si合金系列中，强化相Mg2Si的镁硅重量比为1．73，如 果合金中有过剩的镁(即Mg：Si＞1. 73)，镁会降低Mg2Si在铝中的 固溶度，从而降低Mg2Si在合金中的强化效果。如果合金中存在过剩 的硅，即Mg：Si＜1．73，则硅对Mg2Si在铝中的固溶度没有影响， 由此可见，要得到较高强度的合金，必须Mg：Si＜1．73。 二．合金成份的选择 1．合金元素含量的选择 6063合金成份有一个很宽的范围，具体成份除了要考虑机械性能、加 工性能外，还要考虑表面处理性能，即型材如何进行表面处理和要得 到什么样的表面。例如，要生产磨砂料，Mg/Si应小一些为好，一般 选择在Mg/Si=1-1．3范围，这是因为有较多相对过剩的Si，有利于 型材得到砂状表面；若生产光亮材、着色材和电泳涂漆材，Mg/Si在 1．5-1．7范围为好，这是因为有较少过剩硅，型材抗蚀性好，容易 得到光亮的表面。 另外，铝型材的挤压温度一般选在480℃左右，因此，合金元素镁硅 总量应在1．0％左右，因为在500℃时，Mg2Si在铝中的固溶度只有 1．05％，过高的合金元素含量会导致在淬火时Mg2Si不能全部溶入 基体，有较多的末溶解Mg2Si相，这些Mg2Si相对合金的强度没有 多少作用，反而会影响型材表面处理性能，给型材的氧化、着色(或涂
铝及铝合金晶粒细化用合金线材 第1部分：铝-钛-硼合金线材 （审定稿）编制说明 1 工作简况 1.1 任务来源 随着铝材的广泛应用。尤其是在高新技术领域的应用，对在后续深加工工艺中的组织提出了严格的要求，而控制其组织和性能的关键之一是熔铸出细小均匀的铸态晶粒组织，可明显改善铝型材性能，减少铸锭裂纹。要获得这种组织。必须通过不同的手段处理熔体，包括液态时加入各种处理剂或借助外来能量(如机械振动、电磁搅拌、超声波处理等)使α—Al基体细化．而晶粒细化是增加材料强度、改善塑性的重要手段之一，也是改善铝材质量的重要途径。在工业生产条件下，添加处理剂的方式是最简便而又有效的方法。 最初研制的晶粒细化剂是把K 2TiF 6 、KBF 4 等直接加到熔体中，与熔融铝发生反应，形 成TiAl 3或TiB 2 粒子而产生细化作用的。由于产生的细化效果不均匀，无法预测晶粒细化 的响应程度，目前已被淘汰。为了克服铝及其合金中直接加入盐类化合物的缺点，人们研究并采用了A1—Ti—B中间合金细化剂。铝钛硼熔体处理剂曾风靡一时，得到不少厂家的青睐。 国标委综合[200×]×××号文件及中国有色金属工业协会中色协综字[200×]×××号文件，下达了编制《铝及铝合金晶粒细化剂》第一部分：铝钛硼合金线材国家标准的任务，并确定了新星化工冶金材料（深圳）有限公司为编写单位。 1.2 起草单位 新星化工冶金材料（深圳）有限公司于1992年7月在广东省深圳市罗湖区莲塘成立，2004年因公司发展需求，在光明新区公明镇高新科技园建立了全新的厂区；新星化工是一家以专业生产铝材处理剂、铝钛硼合金等高科技产品的中美合资企业。工厂占地面积有5万多平方米，主要产品有有色金属复合材料、新型合金材料及铝材处理剂。 1.3主要过程和内容 本标准由中国有色金属工业标准计量质量研究所任主办部门，由新星化工冶金材料（深圳）有限公司任起草单位。 新星化工冶金材料（深圳）有限公司自接受起草任务后，收集生产统计、品管检验数据、市场需求及客户要求等信息。初步确定了《铝及铝合金晶粒细化剂》国家标准起草所
铝合金切削表面位错密度和晶粒细化的研究工件已切削表面的微观组织对工件的疲劳强度、抗腐蚀强度和抗磨损强度等性能有非常重要的影响。已切削表面微观组织相对基体组织发生明显改变，从微观组织的角度研究工件表面完整性如白层、微硬度和残余应力等对研究表面完整性与加工条件的关系意义重大。 但是目前对切削表面微观组织演变的模型以及其与工件表面性能的关系的研究还很欠缺。论文旨在研究铝合金Al6061-T6切削表面位错密度和晶粒尺寸的演变，建立基于Abaqus软件的正交切削有限元模型，耦合基于位错密度的微观组织预测模型，实现切削力、切屑形态、切削温度和位错密度与晶粒尺寸的预测。 采用正交切削实验及金相实验对有限元模型进行验证。论文的主要研究内容和结论如下：首先，基于Abaqus软件建立铝合金Al6061-T6的正交切削有限元模型。 根据铝合金自身的材料属性和加工性能，选择合理的材料模型、摩擦模型和有限元建模方法，讨论极限剪切应力、摩擦系数和热分配系数对切削力、切屑形态和切削温度的影响。选择合理的微观组织演变模型，描述切削过程中切屑和切削表面位错密度和晶粒尺寸的演变。 将基于位错密度的微观组织预测模型以用户自定义子程序的形式嵌入正交切削有限元模型中，建立“力、热、微观组织”耦合有限元模型。其次，进行铝合金Al6061-T6正交切削实验，测量切削力、切屑形态，观察切削表面和切屑的微观金相，分析切屑和切削表面微观组织的改变。 对比实验值和仿真值，通过调整极限剪切应力、摩擦系数和热分配系数以及微观组织预测模型中的各个参数，实现有限元模型的可靠性验证。结果表明：极
限剪切应力、摩擦系数直接影响切削力、切屑厚度、切削温度，切削力和切屑厚度以及切削温度均随极限剪切应力和摩擦系数的增大而增大。 通过切削力和切屑形态的实验值可以确定一定切削条件下的极限剪切应力和摩擦系数。形变场和温度场决定了切屑和切削表面位错密度和晶粒尺寸的分布规律。 最后，基于该有限元模型，分析了切削参数、刀具和温度对切削表面位错密度和晶粒尺寸分布的影响。结果表明：不同切削速度下位错密度最大的区域位于第二变形区。 切削表面位错密度接近第一变形区位错密度，并且沿着深度方向逐渐减小，晶粒尺寸呈现相似的分布规律。一定进给量下，切削表面位错密度随切削速度的增大而减小，晶粒尺寸随切削速度的增大而增大，变形层厚度随切削速度增大而减小；一定切削速度下，切削表面位错密度随进给量的增大先减小后增大，晶粒尺寸随进给量的增大先增大后减小，变形层厚度随进给量的增大先增大后减小。 较小的刀具前角可以显著增加第一变形区的塑性变形，因此切削表面位错密度随刀具前角减小而增大，晶粒尺寸随之减小，变形层厚度随刀具前角的增大而减小；刀刃圆角半径越大，对切削表面的犁削作用越明显，切削表面位错密度随刀刃圆角半径的减大而增大，晶粒尺寸随之减小，变形层随刀刃圆角半径的增大而增大。增大工件与环境的热对流系数，使得切削温度快速降低，一方面减小材料的温度软化作用，改变切削表面的塑性变形层厚度，另一方面减小晶粒的动态回复，因此切削表面位错密度随热对流系数的增大而增大，晶粒尺寸随热对流系数的增大而减小，变形层厚度随热对流系数的增大而增大。
常用金相腐蚀剂
常用金相腐蚀剂（转）
低倍组织浸蚀剂 序号用途成份腐蚀方法附注 A101 大多数钢种 1:1(容积比工业盐酸水溶液 60-80℃热蚀时间: 易切削钢5-10min 碳素钢等5-20min 合金钢等15-20min 酸蚀后防锈方法: a. 中和法:用10%氨水溶液浸泡后再以热水冲洗。 b. 钝化法:浸入浓硝酸5秒再用热水冲洗。 c. 涂层保护法:涂清漆和塑料膜。 A102 奥氏体不锈钢.耐热钢盐酸 10份硝酸 1份水 10份 (容积比) 60-70℃热蚀时间: 5-25min A103 碳素钢合金钢高速工具钢盐酸 38份硫酸 12份水 50份 (容积比) 60-80℃热蚀时间: 15-25min A104 大多数钢种盐酸 500ml 硫酸 35ml 硫酸铜 150g 室温浸蚀在浸蚀过程中,用毛刷不断擦拭试样表面, 去除表面沉淀物可用 A108号浸蚀剂作冲刷液 A105 大多数钢种三氯化铁200g 硝酸 300ml 水 100ml 室温浸蚀或擦拭1-5min
A106 大多数钢种盐酸 30ml 三氯化铁 50g 水 70ml 室温浸蚀 A107 碳素钢合金钢 10%-40%硝酸水溶液 (容积比室温浸蚀 25%硝酸水溶液为通用浸蚀剂 a.可用于球墨铸铁的低倍组织显示。 b.高浓度适用于不便作加热的钢锭截面等大试样。 A108 碳素钢合金钢显示技晶及粗晶组织 10%-20%过硫酸铵水溶液室温浸蚀或擦拭 A109 碳素钢合金钢三氯化铁饱和水溶液 500ml 硝酸 10ml 室温浸蚀 A110 不锈钢及高铬.高镍合金钢硝酸 1份盐酸 3份 A111 奥氏体不锈钢硫酸铜 100ml 盐酸 500ml 水 500ml 室温浸蚀也可以加热使用通用浸蚀剂 A112 精密合金高温合金硝酸 60ml 盐酸 200ml 氯化高铁 50g 过硫酸铵 30g 水 50ml 室温浸蚀 A113 钢的技晶组织工业氯化铜铵12g 盐酸 5ml 水 100ml 浸蚀30-60min后对表面稍加研磨则能获得好的效果 A114 显示铸态组织和铸钢晶粒度硝酸 10ml 硫酸 10ml 水 20ml 室温浸蚀 A115 高合金钢高速钢铁-钴和镍基高温合金盐酸 50ml 硝酸 25ml 水 25ml 稀王水浸蚀剂 A116 铁素体及奥氏体不锈钢重铬酸钾 25g (K2Cr2O7) 盐酸 100ml 硝酸 10ml 水 100ml 60-70℃热蚀时间:30-60min 碳钢、合金钢显微组织 序号用途成份腐蚀方法附注 A201 碳钢合金钢硝酸 1-10ml乙醇 90-99ml 硝酸加入量按材料选择，常用3%-4%溶液，1%溶液适用于碳钢中温回火组织及CN共渗黑色组织最常用浸蚀剂。但热处理组织不如苦味酸溶液的分辩能力强 A202 钢的热处理组织苦味酸 2-4g乙醇100ml必要时加入4-5滴润湿剂室温浸蚀浸蚀作用缓慢能清晰显示珠光体、马氏体、回火马氏体、贝氏体等组织，F3C染成黄色 A203 显示极细珠光体戊醇 100ml苦味酸 5g 通风柜内操作不能存放 A204 显示淬火马氏体与铁素体的反差苦味酸 1g水 100ml 70-80℃热蚀时间:15-20秒也可以使用饱和溶液 A205 显示铁素体与碳化物的组织苦味酸 1g盐酸 5ml乙醇 100ml 室温浸蚀 Vilella试剂经300-500℃回火效果最佳,也可显示高铬钢中的板条马氏体与针状马氏体的区别 A206 显示合金钢回火马氏体 1%硝酸乙醇1份4%苦味酸乙醇1份室温浸蚀
铝合金的凝固和组织中的晶粒 一、熔体的凝固过程： 在半连续铸造过程中，熔体的浇铸和凝固是同时连续地进行的。对铸锭而言，冷却是分两次实现的。一次冷却是在结晶器内完成的，熔体进入结晶器后靠结晶器导热，在结晶器内形成一定厚度的凝固壳。此后随着铸造机下降，被拉出结晶器，遇到结晶器底部浇出的冷却水（称之为二次冷却）从此完成凝固的全部过程。这个凝固过程在金属学中称为金属结晶。 二、铸锭的正常晶粒组织 从理论上讲，在工业生产条件下，铸锭的晶粒组织由三个区域组成：即外层表面的细等轴晶区，由此往里的柱状晶区和中心等轴晶区。但在实际铝合金生产中铸锭在强度大的冷却条件下，经过Al-Ti-B的细化处理，铝合金铸锭的组织往往全部是等轴晶。铸锭晶粒的大小将直接影响铝加工制品的力学性能和加工性能，所以它被作为衡量铸锭质量的一个主要指标。 三、影响铸锭晶粒的因素 1、熔体结晶的条件：熔体结晶有两个条件是必不可少的，其一是结晶必需要先形成晶核，熔体中的晶核分两种。自发晶核是在低于结晶温度时，熔体由于能量起伏或液相起伏形成的晶核。非自发晶核是外来粒子进入熔体后而形成的晶核。其二是要有过冷度才可能发生结晶，所谓过冷度就是熔体的温度只有在冷却到低于熔点的温度下才能结晶，温度越低过冷度越大。 2、晶粒的细化：控制过冷度；一般情况下增大过冷度，熔体中的生核率和晶粒的长大速度都增加，但生核速度大于晶粒的增长速度，所以一般情况下金属结晶时过冷度越大，所得到晶粒越细小。在半连续铸造生产中增加过冷度的主要途径是有降低铸造速度使
单位时间内铸锭冷却量增加；降低冷却水的温度使单位时间内铸锭的温降增加；加大冷却水的水压使单位时间内浇到铸锭上的水量增加使铸锭的温降增加；降低铸造温度使铸锭的结晶过程缩短。 3、动态细化晶粒：对熔体采用机械搅拌、电磁搅拌、超声波振动等，这样一方面可以靠输入的能量使晶核提前生成，另一方面可以使成长中的树枝状晶破碎增加晶核的数目（在这里就要讲一下晶粒的形成，晶粒是先有一个晶核、晶核按多个方向晶轴成长，象树枝一样称之为枝晶，当众多的枝晶共同生长到一定程度互相顶撞，此时熔体添补到枝晶中，围绕它形成了一个枝晶粒） 4、变质处理细化晶粒：向熔体中加入少量的活性物质，促进熔体内部生成晶核或改变晶粒的成长过程，在变形铝合金中一般选用Ti、Zr、B、C等作为晶粒细化剂，我公司铸造时加入Al-Ti-B 丝就属于变质处理的方法。 四、粗大晶粒 在宏观组织中出现的均匀或不均匀的大晶粒均称为粗大晶粒。 1、粗大晶粒的宏观组织：粗大晶粒在铸锭的低倍试片检查时很容易发现，为了便于区别根据其直线尺寸，分别为五个级别：一级晶粒 1.17mm、 二级晶粒1.59mm、三级晶粒2.16mm、四级晶粒2.78mm、五级晶粒3.76mm。正常情况下铸锭的晶粒度一般控制在二级以上。有时由于工艺控制不当，铸锭中可出现超大晶粒，其尺寸有时可以超过正常晶粒的几倍，乃至几十倍。 2、粗大晶粒产生的原因：主要原因是，当铸造冷却速度慢时过冷度小，生成晶核的数量小，晶粒成长速度快则会产生均匀的粗大晶粒。其次是熔铸工艺的影响，如熔体过烧或局部过热使熔体中的非自发晶核急剧熔解，结晶核减少；熔体在炉内停留时间过长，
一些常用的金相腐蚀剂 欧阳光明（2021.03.07） 低倍组织浸蚀剂 序号用途成份腐蚀方法附注 A101 大多数钢种 1:1(容积比工业盐酸水溶液 60-80℃热蚀时间: 易切削钢5-10min 碳素钢等5-20min 合金钢等15-20min 酸蚀后防锈方法: a. 中和法:用10%氨水溶液浸泡后再以热水冲洗。 b. 钝化法:浸入浓硝酸5秒再用热水冲洗。c. 涂层保护法:涂清漆和塑料膜。 A102 奥氏体不锈钢.耐热钢盐酸 10份硝酸 1份水 10份 (容积比) 60-70℃热蚀时间: 5-25min A103 碳素钢合金钢高速工具钢盐酸 38份硫酸 12份水 50份 (容积比) 60-80℃热蚀时间: 15-25min A104 大多数钢种盐酸 500ml 硫酸 35ml 硫酸铜 150g 室温浸蚀在浸蚀过程中,用毛刷不断擦拭试样表面, 去除表面沉淀物可用 A108号浸蚀剂作冲刷液 A105 大多数钢种三氯化铁200g 硝酸 300ml 水 100ml 室温浸蚀或擦拭1-5min A106 大多数钢种盐酸 30ml 三氯化铁 50g 水 70ml 室温浸蚀 A107 碳素钢合金钢 10%-40%硝酸水溶液 (容积比室温浸蚀25%硝酸水溶液为通用浸蚀剂 a.可用于球墨铸铁的低倍组织显
示。 b.高浓度适用于不便作加热的钢锭截面等大试样。 A108 碳素钢合金钢显示技晶及粗晶组织 10%-20%过硫酸铵水溶液室温浸蚀或擦拭 A109 碳素钢合金钢三氯化铁饱和水溶液 500ml 硝酸 10ml 室温浸蚀 A110 不锈钢及高铬.高镍合金钢硝酸 1份盐酸 3份 A111 奥氏体不锈钢硫酸铜 100ml 盐酸 500ml 水 500ml 室温浸蚀也可以加热使用通用浸蚀剂 A112 精密合金高温合金硝酸 60ml 盐酸 200ml 氯化高铁 50g 过硫酸铵 30g 水 50ml 室温浸蚀 A113 钢的技晶组织工业氯化铜铵12g 盐酸 5ml 水 100ml 浸蚀30-60min后对表面稍加研磨则能获得好的效果 A114 显示铸态组织和铸钢晶粒度硝酸10ml 硫酸10ml 水20ml 室温浸蚀 A115 高合金钢高速钢铁-钴和镍基高温合金盐酸 50ml 硝酸25ml 水 25ml 稀王水浸蚀剂 A116 铁素体及奥氏体不锈钢重铬酸钾25g (K2Cr2O7) 盐酸100ml 硝酸 10ml 水 100ml 60-70℃热蚀时间:30-60min 碳钢、合金钢显微组织 序号用途成份腐蚀方法附注 A201 碳钢合金钢硝酸 1-10ml乙醇 90-99ml 硝酸加入量按材料选择，常用3%-4%溶液，1%溶液适用于碳钢中温回火组织及CN 共渗黑色组织最常用浸蚀剂。但热处理组织不如苦味酸溶液的分
硅(Si) 是改善流动性能的主要成份。从共晶到过共晶都能得到最好的流动性。但结晶析出的硅(Si)易形成硬点，使切削性变差，所以一般都不让它超过共晶点。另外，硅(Si)可改善抗拉强度、硬度、切削性以及高温时强度，而使延伸率降低。铜(Cu) 在铝合金中固溶进铜(Cu)，机械性能可以提高，切削性变好。不过，耐蚀性降低，容易发生热间裂痕。作为杂质的铜(Cu)也是这样。 镁(Mg) 铝镁合金的耐蚀性最好，因此ADC5、ADC6是耐蚀性合金，它的凝固范围很大，所以有热脆性，铸件易产生裂纹，难以铸造。作为杂质的镁(Mg)，在 AL-Cu-Si这种材料中，Mg2Si会使铸件变脆，所以一般标准在0.3%以内。 铁(Fe) 杂质的铁(Fe)会生成FeAl3的针状结晶，由于压铸是急冷，所以析出的晶体很细，不能说是有害成份。含量低于0.7 %则有不易脱模的现象，所以含铁(Fe)0.8 ~ 1.0 %反而好压铸。含有大量的铁(Fe)，会生成金属化合物，形成硬点。并且含铁(Fe)量过1.2 %时，降低合金流动性，损害铸件的品质，缩短压铸设备中金属组件的寿命。 镍(Ni) 和铜(Cu)一样，有增加抗拉强度和硬度的倾向，对耐蚀性影响很大。想要改善高温强度耐热性，有时就加入镍(Ni)，但在耐蚀性及热导性方面有降低的影响。锰(Mn) 能改善含铜(Cu)，含硅(Si)合金的高温强度。若超过一定限度，易生成 Al-Si-Fe- P+o { T*T f;X}Mn四元化合物，容易形成硬点以及降低导热性。锰(Mn)能阻止铝合金的再结晶过程，提高再结晶温度，并能显著细化再结晶晶粒。再结晶晶粒的细化主要是通过MnAl6化合物弥散质点对再结晶晶粒长大起阻碍作用。MnAl6的另一作用是能溶解杂质铁(Fe)，形成(Fe，Mn)Al6减小铁的有害影响。锰(Mn)是铝合金的重要元素，可以单独加入Al-Mn二元合金，更多的是和其他合金元素一同加入，因此大多铝合金中均含有锰(Mn)。 锌(Zn) 若含有杂质锌(Zn)，高温脆性大，但与汞(Hg)形成强化HgZn2对合金产生明显强度作用。JIS中规定在1.0%以内，但外国标准有到3%的，这里所讲的当然不是合金成份的锌(Zn)，而是以杂质锌(Zn)的角色来说，它有使铸件产生裂纹的倾向。 铬(Cr) 铬(Cr)在铝中形成(CrFe)Al7和(CrMn)Al12等金属间化合物，阻碍再结晶的形核和长大过程，对合金有一定的强化作用，还能改善合金韧性和降低应力腐蚀开裂敏感性。但会增加淬火敏感性。 钛(Ti) 在合金中只需微量可使机械性能提高，但导电率却下降。Al-Ti系合金产生包晶反应时，钛(Ti)的临界含量约为0.15%，如有硼存在可以减少。 在铝合金中有时还存在钙(Ca)，铅(Pb)，锡(Sn)等杂质元素。这些元素由于熔点高低不一，结构不同，与铝(Al)形成的化合物亦不相同，因而对铝合金性能