铝合金液熔体处理之晶粒细化处理

1、制作人：张保林陕西工业职业技术学院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铝合金铸件铸造技术课程 如何提高铝合金的力学性能呢？铝合金锭成分成型组织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铝合金铸件铸造技术课程小 结 与 思 考 题03晶粒细化方法02晶 粒 细 化 概 述01铝合金液熔体处理之晶粒细化处理铸铝车间铸铝车间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铝合金铸件铸造技术课程定义：对铝合金熔体进行细化处理，以获得均匀、细小的等轴晶。d=1.5mmd=300m铝镁合金中加入

2、AlTiC晶粒细化处理前后的微观组织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。晶粒细化处理晶粒细化的使用范围 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晶粒细化。晶粒细化处理方法变质细晶 变质细晶又称为外来形核质点法，即通过向铝合金熔体中加入中间合金晶粒细化剂，产生大量有效异

3、质形核核心，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铸件铸造技术铝合金铸件铸造技术课程机械场凝固细晶电场凝固细晶快速凝固细晶磁场凝固细晶凝固细晶超声场凝固细晶职业教育材料成型与控制技术专业教学资源库 采用很高的凝固速度，使合金在凝固过程中形成细小的微观组织结构，且分布均匀。铝合金铸件铸造技术铝合金铸件铸造技术课程原理：控制过冷度。影响因素：凝固速率和合金成分。快速凝固细晶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铝合金铸件铸造技术课程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改变熔体的结构

4、和能量起伏细化或球化合金组织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铝合金铸件铸造技术课程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铝合金铸件铸造技术课程粗大板片状粗大板片状团状或块状团状或块状磁场凝固细晶前后组织对比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铝合金铸件铸造技术课程电场凝固细晶原理：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。职业教

5、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铝合金铸件铸造技术课程超声场凝固细晶声空化和声流作用形成空化泡吸收热量，造成局部过冷形成新的晶体质点空化泡破裂会破碎正在长大的晶体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铝合金铸件铸造技术课程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。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铝合金铸件铸造技术课程变质细晶常见晶粒细化剂中间合金细化剂中间合金细化剂Al-TiAl-TiAl-Ti-BAl-Ti-B盐类细化剂钠盐

6、细化剂氯盐细化剂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铝合金铸件铸造技术课程中间合金细化剂原理：包晶相图理论Al-Ti二元相图富Al端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铝合金铸件铸造技术课程取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铝合金铸件铸造技术课程Ti的不同添加量对99.7%Al晶粒大小的影响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铝合金铸件铸造技术课程盐类细化剂

7、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。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铝合金铸件铸造技术课程常用变质剂的成分及其变质温度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铝合金铸件铸造技术课程细化质点来源细化方法优点缺点应用范围生产操作晶粒尺寸（m）作用性质内生法机械场作用操作简单设备复杂铸件施加振动20800物理作用快速凝固细化枝晶小件小批量甩带等0.510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操作简单污染严重炉内处理块式添加200500冶金作用Al-Ti基细化剂适合连续生产成本较高炉外处理在线添加100250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铝合金铸件铸造技术课程小结：这次课学习了铝合金液熔体处理的晶粒细化内容！