鋁合金熔煉注意事項(xiàng)筆記

鋁合金熔煉注意事

項(xiàng)筆記鋁合金熔煉注意事項(xiàng)微量的（10ppm）磷P就會(huì)使9%的亞共晶鋁合金出現(xiàn)初晶硅，使共晶硅出現(xiàn)粗大的板片，故此需要嚴(yán)格控制結(jié)晶硅的含磷量；SI硅含量的提高會(huì)使結(jié)晶溫度區(qū)間變?。▉喒簿r(shí)）、共晶體增加、流動(dòng)性提高，線收縮率降低、熱烈傾向小、密度變小、電導(dǎo)率變小、腐蝕量變小、磨損量變??；在含Si%16~18%時(shí)流動(dòng)性達(dá)到峰值；a（AL）相是Si溶于AL的固溶體，8相是AL溶于Si的固溶體、可是因?yàn)锳L幾乎不溶于Si、故此可將其視為純Si，（a+8）稱為共晶體；如果是亞共晶時(shí)析出的Si稱為共晶，匚而共晶、過(guò)共晶時(shí)先析出的Si稱為初晶Si（共晶時(shí)僅析出（a+8）、過(guò)共晶時(shí)會(huì)首先析出8相）；ZL114A為亞共晶合金、含有a（AL）相和（a+8）相；細(xì)化共晶硅的變質(zhì)處理不能細(xì)化初晶硅；為了兼顧合金的各種性能、鋁合金的含硅一般為7%~12%；加入鈉元素或鍶元素后、隨共晶硅形貌發(fā)生劇變、伸長(zhǎng)率大幅提高；加入鍶元素、銻元素后共晶反應(yīng)時(shí)間明顯延長(zhǎng)、說(shuō)明鍶元素、銻元素均有阻礙共晶形核、生長(zhǎng)的作用，反應(yīng)在曲線上就是共晶平臺(tái)溫度下降、時(shí)間延長(zhǎng)；當(dāng)鈉含量超過(guò)一定數(shù)量后、大大抑制了共晶硅的析出、生長(zhǎng)，液相溫度繼續(xù)降低，以后發(fā)生三元共晶轉(zhuǎn)變：L-a(AL)+Si+(NA、AL)Si2，共晶平臺(tái)溫度降低5~10°C，實(shí)際上鈉鹽降低共晶平臺(tái)溫度是過(guò)變質(zhì)的結(jié)果、也能夠說(shuō)是過(guò)變質(zhì)才有的特征。而鍶變質(zhì)不會(huì)產(chǎn)生過(guò)變質(zhì)現(xiàn)象，因此共晶平臺(tái)下降不大為5~7C；稀土變質(zhì)與凝固速度有關(guān)、是一種對(duì)冷速敏感的變質(zhì)劑，要獲得良好的貶值效果要?jiǎng)?chuàng)造出快冷條件；AL-Si共晶合金、過(guò)共晶合金中同時(shí)加入稀土和磷，能同時(shí)細(xì)化初晶si和共晶si，稱為雙重變質(zhì)；Al-si-mg合金固溶處理時(shí)、Mg2SI固溶入a(al)中、人工時(shí)效后呈彌散相析出、強(qiáng)化合金、力學(xué)性能大幅提高；AL-si-mg三元共晶點(diǎn)溫度為559C、理論固溶溫度接近550C左右、考慮爐溫不均勻及儀表誤差、國(guó)標(biāo)中將固溶處理溫度定為535C±5C；ZL101：si6~8%、mg0.2%~0.4%、其余為AL，鑄態(tài)組織由樹(shù)枝狀a(AL)固溶體、共晶體(a+8)組成、晶界上有微量的Mg2SI成針狀，固溶處理時(shí)Mg2si融入a(AL)中、人工時(shí)效后沉淀析出；ZL101可經(jīng)過(guò)調(diào)整mg的上限、下限或采用不同的熱處理規(guī)范來(lái)調(diào)節(jié)合金強(qiáng)度塑形指標(biāo)；溫度升高時(shí)，Mg2si開(kāi)始聚集、容易成塊，力學(xué)性能下降、故其工作溫度不宜超過(guò)150°C；ZL104硅量較高同時(shí)加入錳、使得其力學(xué)性能高于zl101、Mn的除了起固溶強(qiáng)化作用外、還能夠改變針狀富鐵相的形狀、形成骨架狀的AlFeMnSi相、改進(jìn)塑形。但相對(duì)于Fe含量低于0.1%的高純合金、原來(lái)不出現(xiàn)8苴相、此時(shí)加入Mn反而生成（Fe、Mn）AL6，降低塑形。Mg在AL-Si合金中最大溶解度為 7%、將Mg含量提高到0.45~0.6%、同時(shí)加入細(xì)化劑 Ti0.1%~0.2%，鐵雜質(zhì)控制在0.15%以下，固溶溫度提高到540~545C，經(jīng)過(guò)人工時(shí)效170C左右、其力學(xué)性能、特別是抗拉強(qiáng)度大幅提高，抗拉達(dá)310~330MPa、屈服達(dá)230~250MPa；鐵在Al-Si中以8（AL9Fe2Si2）形式出現(xiàn)、即脆又硬、呈粗大片狀、冷速越小、組織越粗大、削弱鋁基體、使合金變脆，破壞鋁鑄件表面氧化膜的連續(xù)性、使耐腐蝕性降低；雜質(zhì)鐵的來(lái)源為爐料、坩堝及熔煉工具。防止?jié)B鐵的有效途徑：控制爐料中含鐵量、；用較高級(jí)的鋁錠、在干過(guò)、工具上涂覆涂料、避免鋁液長(zhǎng)期在鐵質(zhì)坩堝中保溫、跑溫；為消除8si的有害作用、可在合金中加入錳、鉻、鉆、鉬等元素、形成骨架或塊狀復(fù)雜化合物a）可按Mn/Fe=0.67~0.83的比例加入錳、形成塊狀A(yù)lFeMnSi相，從而削弱Fe的有害作用加入Be0.05%~0.1%,8si轉(zhuǎn)化為電裝的Al5BeFeSi＞可消除脆性、但鈹價(jià)貴、其蒸汽有毒、要慎用含鐵量超過(guò)2.0%的回爐料一般作廢鋁處理砂型鑄造時(shí)、雜質(zhì)鐵應(yīng)控制在0.3%以下、可隨著過(guò)冷速度的提高適當(dāng)放寬、壓鑄時(shí)、冷速極高、為提高脫模性、鐵過(guò)低反而不利、可提高到1.2%；磷會(huì)使亞共晶Al-Si合金出現(xiàn)初晶Si,影響合金組織力學(xué)性能；磷與殘存的鈉反應(yīng)、使變質(zhì)失效；磷在a(Al)、七j中分配系數(shù)極小、富集在8si表面、封鎖了小角度分枝的臺(tái)階、抑制了其生長(zhǎng)、使8si技能沿大角度分枝生長(zhǎng)、從而引起組織粗大。鎂原子半徑比鋁大13%,固溶處理后、鎂融入^(Al)中、a(Al)的點(diǎn)陣發(fā)生很大扭曲、力學(xué)性能大大提高；晶粒越細(xì)、枝晶間距越小、屈服強(qiáng)度越高。細(xì)晶粒有助于改進(jìn)補(bǔ)縮、消除縮松、縮孔、防止冷隔，細(xì)化有害雜質(zhì)相等；細(xì)化處理是AL-CU、AL-Mg、Al-Zn合金的常見(jiàn)強(qiáng)化手段；含鈦的鋁熔體中加入微量硼、細(xì)化作用提高數(shù)倍，因其在同樣過(guò)冷度下能增加鈦在鋁熔體中的過(guò)飽和度、析出更多TiAl3粒子；(假說(shuō))加入微量硼可延緩Ti的衰退；加入鈦、硼的熔體中如含有或加入鋯、鉻、錳等元素，將減弱甚至失去細(xì)化效果，謂之“中毒”。不同形狀的TiAl3的形成條件及細(xì)化作用：a） 小平面塊狀：低溫速冷時(shí)形成、細(xì)化效果好、作用快，但易溶解、衰退較快，適用于型材廠做成線盤條細(xì)化劑、直接加在熔爐的溜槽中使用；b） 片狀：高溫、緩冷時(shí)形成，細(xì)化作用弱、但衰退較慢；c） 花瓣?duì)睿焊邷乜焖倮鋮s時(shí)形成：細(xì)化效果不如塊狀、作用慢、但衰退也慢，適用于鑄造廠，直接加入溶爐中進(jìn)行細(xì)化處理；當(dāng)合金元素含量相同時(shí)、合金元素的體收縮率越大、鑄件中的縮孔、縮松的體積也越大。當(dāng)合金元素含量向同時(shí)、它們的線膨脹系數(shù)越大、則合金的線膨脹系數(shù)越大、線收縮率也相應(yīng)地大、鑄造件越容易產(chǎn)生裂紋、變形、撓曲等缺陷；澆鑄前的夾雜稱為一次夾雜、澆鑄過(guò)程中的夾雜稱為二次夾雜，二次夾雜分為兩類、第一類是分布不均勻的大塊夾雜物、危害性很大、使基體不連續(xù)、是因其滲漏或成為腐蝕的根源，第二類夾雜成彌散狀、在低倍顯微組織中不易發(fā)現(xiàn)、鑄件凝固時(shí)稱為旗袍的形核基底、生成針孔，這一類氧化夾雜很難在精煉時(shí)徹底清除。在所有的爐氣中、只有氫能大量的溶解于濾液中、在鋁合金中的氣體中，氫占85%以上，故此一般稱的鋁合金“含氣量”即是“含氫量”；溶于鋁液中的氫氣有自鋁液內(nèi)部向大氣中擴(kuò)散逸出的傾向，實(shí)際鋁液中的氫和氧化夾雜主要源于鋁液與爐氣中的水汽反應(yīng)。分子態(tài)的氫并不能直接溶入鋁液中、只有離解成原子態(tài)的氫才能溶入鋁液中、這能夠從純凈的氫氣氛中熔煉鋁液、鑄件中并不出現(xiàn)針孔的實(shí)驗(yàn)中得到證明；鋁錠與大氣中的水汽接觸會(huì)產(chǎn)生AL(OH)3⑴，其長(zhǎng)在鋁錠表面、組織疏松、對(duì)鋁合金沒(méi)有保護(hù)作用、俗稱鋁銹；鋁錠不宜儲(chǔ)存潮濕的庫(kù)房或露天堆放，對(duì)于已生鋁銹的鋁錠、投入熔爐前要徹底清除鋁銹、否則無(wú)論熔煉工藝多嚴(yán)格也、也不容易獲得高質(zhì)量的鋁液；一切進(jìn)入熔池的爐料、工具、溶劑等都必須按規(guī)定預(yù)熱、除去表面吸附的水汽，含有結(jié)晶水的溶劑必須預(yù)熔脫水、爐稱要烘干、