鑄造合金實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)(01)

1、鑄造合金及其熔煉實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)楊樹(shù)和 戴元河 何榮揚(yáng)州大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院2004.03 目 錄實(shí)驗(yàn)1 鑄鐵、鑄鋼金相組織觀察2實(shí)驗(yàn)2 鋁-硅合金變質(zhì)處理及金相組織觀察13實(shí)驗(yàn)1 鑄鐵、鑄鋼金相組織觀察 2學(xué)時(shí) 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?1、觀察灰鑄鐵中不同類型石墨的形貌； 2、觀察灰鑄鐵中基體組織； 3、觀察球墨鑄鐵中的石墨形態(tài)和基體組織；4、觀察碳素鋼的鑄態(tài)組織； 5、觀察碳素鑄鋼熱處理后的組織；6、觀察高錳熱處理后的組織。 二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：鑄鐵組織 ： 鑄鐵是含碳量大于2.14或組織中具有共晶組織的鐵碳合金。工業(yè)上所用的鑄鐵，實(shí)際上都不是簡(jiǎn)單的鐵-碳二元合金，而是以鐵、碳、硅為主要元素的多元合金。鑄鐵中的碳

2、可以以滲碳體的形式存在，也可以石墨的形式存在。根據(jù)碳在鑄鐵中的存在形態(tài)不同，通常可將鑄鐵分為白口鑄鐵，灰口鑄鐵及麻口鑄鐵。而根據(jù)鑄鐵中石墨的形態(tài)不同，又可分為灰鑄鐵，蠕墨鑄鐵，球墨鑄鐵以及可鍛鑄鐵。 鑄鐵中的金屬基體一般有珠光體、鐵素體和珠光體鐵素體組織。基本上與共析鋼或亞共析鋼的基本組織相同。 灰鑄鐵的金相特點(diǎn)：在金屬基體上分布著片狀石墨。其組織根據(jù)石墨片的大小、形狀、分布及基體的類型不同有較大的差異，這主要決定于化學(xué)成分和鑄造條件。 球墨鑄鐵的金相組織特點(diǎn)：在金屬基體上分布著球狀石墨。球化處理是使石墨獲得球狀形態(tài)的關(guān)鍵?？刂撇煌幕瘜W(xué)成分和采用不同的熱處理方法，可以使球墨鑄鐵獲得不同的基體

3、組織和機(jī)械性能。 （一）、灰鑄鐵的石墨類型 灰鑄鐵中石墨的大小、數(shù)量和分布對(duì)機(jī)械性能有很大的影響。為了便于比較，對(duì)鑄鐵中的石墨進(jìn)行了分類，我國(guó)按石墨的形成原因和分布特征，將其分為A、B、C、D、E和F六種類型。 1、A型石墨： 石墨片的尺寸和分布都比較均勻，且無(wú)方向性。這種石墨是碳當(dāng)量為共晶成分或接近共晶成分的鐵水在共晶溫度范圍內(nèi)從鐵水中與奧氏體同時(shí)析出的，其生成條件是具有較小的過(guò)冷度和較小的冷卻速度，這樣才能造成均勻形核和長(zhǎng)大，使各處結(jié)晶和生長(zhǎng)速度相差不大，最后得到大小和分布均勻的A型石墨。2、B型石墨*： 點(diǎn)狀石墨被卷曲的片狀石墨所包圍，無(wú)方向性，好像菊花一般，稱為菊花狀石墨。這類石墨的特

4、點(diǎn)是由于過(guò)冷度較大，首先從液相中析出細(xì)小的樹(shù)枝狀?yuàn)W氏體，接著在樹(shù)枝的間隙中產(chǎn)生奧氏體與石墨共晶，這時(shí)的石墨片分枝多而密，形成點(diǎn)狀石墨。但是，因?yàn)椴皇窃诜浅?qiáng)烈的過(guò)冷條件下結(jié)晶，在初晶產(chǎn)物放出結(jié)晶潛熱的條件下減慢了包圍在初晶產(chǎn)物的外層鐵水的結(jié)晶速度，而且又只能由沿著初生產(chǎn)物向外呈放射狀的方向通過(guò)液體金屬進(jìn)行散熱。所以外層石墨生長(zhǎng)成為較粗大的曲片形，大致呈放射狀分布，直至遇到鄰近的共晶團(tuán)為止。 這類石墨常在碳、硅含量較高，過(guò)冷度較大的亞共晶灰鑄中出現(xiàn)，B型石墨由于呈聚集分布，因而使鑄鐵的強(qiáng)度有所降低。 3、C型石墨*： 是由大片狀的初生石墨與較細(xì)小的共晶石墨所組成。石墨大小相差很大，但分布比較均勻

5、，無(wú)方向性。這種類型的石墨出現(xiàn)在過(guò)共晶成分、且冷卻速度較慢的厚壁鑄件中，由于緩慢冷卻，共晶結(jié)晶前形成的初生石墨在鐵水中能充分長(zhǎng)大，形成粗片狀石墨。隨著初生石墨的析出，鐵水的含碳量逐漸降低，在共晶溫度下，具有共晶成分的鐵水發(fā)生共晶轉(zhuǎn)變而析出共晶石墨，結(jié)果形成粗片狀的初生石墨與細(xì)小的共晶石墨片混雜分布的形式。粗大石墨的存在，使鑄鐵的機(jī)械性能顯著降低。 4、D型石墨： 點(diǎn)狀與小片狀的石墨無(wú)方向性的分布。它是在較大過(guò)冷條件下生成的共晶石墨。這類石墨往往出現(xiàn)在碳、硅含量較低，過(guò)冷度較大的亞共晶灰鑄鐵中。結(jié)晶時(shí)，首先形成樹(shù)枝狀的先共晶奧氏體，由于過(guò)冷度較大，冷卻速度較快，分布于枝晶間隙中的剩余鐵水發(fā)生共晶

6、轉(zhuǎn)變時(shí)，幾乎同時(shí)生成大量的石墨核心，這些石墨核心只能作微小的生長(zhǎng)，產(chǎn)生多而且密的分枝，所以在顯微鏡下，石墨呈點(diǎn)、片狀分布在奧氏體的樹(shù)枝間隙中。這類石墨由于密集分布，也使機(jī)械性能有所下降。 5、E型石墨*： E型石墨是亞共晶程度較大的鑄鐵在慢冷的條件下形成的。在初生奧氏體的晶間分布有著具有方向性的短片石墨，其特征和成因與D型石墨有所不同，E型石墨的分布具有明顯的方向性，并且較D型石墨粗些。因?yàn)?，共晶結(jié)晶時(shí)液體的數(shù)量已很少，僅僅占據(jù)初生奧氏體樹(shù)枝體間的間隙位置，所以形成的比較粗的石墨片是順著樹(shù)枝體的枝干方向生長(zhǎng)，顯示出一定的方向性。如果這種鑄鐵在較快的速度下結(jié)晶凝固，往往會(huì)形成D型石墨。 6、F型

7、石墨：其特點(diǎn)是星狀（或蜘蛛狀）石墨與短片狀石墨混合均勻分布。F型石墨是過(guò)共晶鐵水在較大過(guò)冷度的條件下形成的。大塊的為初生石墨，片狀石墨在其上生長(zhǎng)。注：以上帶“*”號(hào)的石墨類型可以不做記錄。 （二）、灰鑄鐵的基本組織 灰鑄鐵的基體組織有珠光體、鐵素體和珠光體+鐵素體三種。以珠光體為主，隨著基體中珠光體含量的增加和細(xì)化，鑄鐵的強(qiáng)度、硬度和耐磨性提高。珠光體的細(xì)化程度與奧氏體的成分、晶粒度、分解溫度有關(guān)，灰鑄鐵中珠光體組織的形成過(guò)程與鋼相似，不再重述。 （三）、球墨鑄鐵中的石墨形態(tài)和基體組織 1、石墨的結(jié)構(gòu)與形態(tài) 觀察石墨球的結(jié)構(gòu)，是研究球墨鑄鐵中球狀石墨生長(zhǎng)機(jī)理的重要手段，觀察它的形態(tài)，是鑒定球墨

8、鑄鐵生產(chǎn)工藝的重要方法之一。 在放大倍數(shù)不大的光學(xué)顯微鏡下觀察，球狀石墨的外貌多接近圓球形，放大倍數(shù)大時(shí)它就顯示出多邊形輪廓，其內(nèi)部呈放射狀。如果采用電子顯微鏡可以進(jìn)一步揭示球墨鑄鐵的顯微結(jié)構(gòu)，從球墨鑄鐵斷口的掃描電鏡照片，可以清楚看出，石墨球表面不是光滑的，而是有許多泡狀物。從球墨中心截面的復(fù)型電鏡照片，可以看到石墨球內(nèi)部結(jié)構(gòu)具有年輪狀的特點(diǎn)，即球墨內(nèi)部有一個(gè)核心，從核心向外，碳原子形成年輪狀堆積。從球墨的這些結(jié)構(gòu)和外形的特征，結(jié)合石墨晶體結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，人們推測(cè)球墨具有多晶體結(jié)構(gòu)，從核心開(kāi)始呈輻射狀發(fā)展，每個(gè)石墨單晶沿著球的徑向生長(zhǎng)，多個(gè)石墨單晶體晶格的基面，即（0001）面構(gòu)成了球狀石墨的表

9、面，石墨球就是由大約2030個(gè)這樣的錐體狀的石墨單晶體組成。 近年來(lái)多數(shù)研究證實(shí)，不論是亞共晶或過(guò)共晶成分的球墨鑄鐵，石墨都是從鐵水中直接析出的，并能長(zhǎng)大到一定尺寸，所以生產(chǎn)中經(jīng)常能從厚斷面球墨鑄鐵件或冒口區(qū)觀察到石墨漂?。ㄩ_(kāi)花狀石墨往往和石墨漂浮伴生）和聚集現(xiàn)象（幾個(gè)石墨球串在一起）。 2、鑄態(tài)基體組織 鑄態(tài)球墨鑄鐵基體組織和普通灰鑄鐵的基本上是一樣的，有鐵素體、珠光體或珠光+鐵素體，所不同的是由于鐵水經(jīng)過(guò)球化處理，與普通灰鑄鐵比較，基體組織具有以下兩個(gè)特點(diǎn)： （1）、容易產(chǎn)生白口組織 球墨鑄鐵球化處理后，鐵水白口傾向顯著增大，如果未經(jīng)孕育或孕育不良球鐵的鑄態(tài)組織往往容易產(chǎn)生白口組織。所以，

10、對(duì)球墨鑄鐵的孕育處理就顯得十分重要。孕育良好的球墨鑄鐵不會(huì)產(chǎn)生白口組織。 (2)、牛眼狀組織 普通球墨鑄鐵在鑄態(tài)時(shí)往往形成牛眼狀的組織。這是由于球墨鑄鐵一次結(jié)晶終了時(shí)，石墨球周圍全部環(huán)繞著奧氏體，在鄰近石墨球的奧氏體中，碳易于向球墨擴(kuò)散和沉積。因此，當(dāng)共折轉(zhuǎn)變時(shí)，球墨周圍的奧氏體首先析出鐵素體和石墨碳，形成包圍石墨球的鐵素體環(huán)，而在遠(yuǎn)離石墨球的奧氏體中，所析出的碳如果沉積在石墨球上，則必須通過(guò)鐵素體，因擴(kuò)散距離長(zhǎng)，就比較困難，而在固態(tài)中又沒(méi)有足夠的生核長(zhǎng)大的條件，加上一次結(jié)晶時(shí)元素偏析的影響，于是在一定的冷卻條件下，離石墨球較遠(yuǎn)的奧氏體便轉(zhuǎn)變?yōu)橹楣怏w，形成牛眼狀鐵素體組織3、熱處理后的組織：當(dāng)

11、球墨鑄鐵未能在鑄態(tài)獲得所要求的基體組織時(shí)，就需要進(jìn)行熱處理。通常采用退火的方法得到韌性高的鐵素體球墨鑄鐵，采用正火的方法得到強(qiáng)度高的珠光體球墨鑄鐵，球墨鑄鐵熱處理工藝的基本規(guī)律與鋼的熱處理基本相同。但是，由于球墨鑄鐵存在石墨以及化學(xué)成分的差別，在確定熱處理工藝參數(shù)時(shí)，要考慮它的特殊性，主要有以下兩方面。第一、由于球墨鑄鐵的含Si量比鋼高得多，從FeCSi三元合金狀態(tài)圖可知，共析轉(zhuǎn)變不是發(fā)生在一個(gè)恒定溫度，而是發(fā)生在有幾十度的溫度范圍內(nèi)，即加熱、冷卻過(guò)程的臨界點(diǎn)和鋼的差別很大，在兩個(gè)臨界溫度之間的區(qū)域內(nèi)，存在著鐵素體、奧氏體、石墨（或滲碳體）三相共存的組織，隨著球墨鑄鐵中硅量的增加，臨界點(diǎn)溫度顯

12、著上升，并使三相區(qū)擴(kuò)大。當(dāng)球墨鑄鐵加熱到奧氏體化溫度時(shí)，其組織為奧氏體和石墨共存區(qū)，然后進(jìn)行正火、淬火、回火等，稱為完全奧氏體化熱處理。在三相區(qū)加熱，然后進(jìn)行與上述相同的熱處理稱為部分奧氏體化熱處理。 第二、由于球墨鑄鐵含碳量大大超過(guò)了碳在奧氏體中的最大溶解度，因而在此區(qū)間的任何溫度下，與奧氏體相平衡，都有高碳相存在，起到一個(gè)碳庫(kù)的作用，所以?shī)W氏體含碳量隨奧氏體溫度的提高而增加。鑄鋼組織： 鑄鋼的種類很多，按化學(xué)成分進(jìn)行分類時(shí)，可分為碳素鋼和合金鋼，在合金鋼中按照合金元素含量的多少分為低合金鋼，中合金鋼和高合金鋼。 （四）、碳素鋼的鑄態(tài)組織和熱處理后的組織 鑄造碳素鋼顯微組織的特點(diǎn)：由鐵素體與

13、珠光體所組成，兩種組織的相對(duì)含量、形態(tài)及分布取決于鋼中的碳量和鑄造條件。一般說(shuō)，碳素鋼在鑄態(tài)下的結(jié)晶組織粗大；鋼中的鐵素體通常有粒狀、網(wǎng)狀和條狀（魏氏組織）三種存在形式。在某些條件（成分、凝固冷卻速度）下，容易產(chǎn)生魏氏組織。 1、晶粒粗大： 鋼的晶粒大小對(duì)機(jī)械性能有很大的影響，晶粒愈細(xì)，其性能愈高、機(jī)械性能不僅表現(xiàn)在強(qiáng)度的提高，而且更主要地表現(xiàn)在塑性和沖擊韌性上。 鋼的晶粒大小在很大程度上與冷卻速度有關(guān)，所以鑄件愈厚大，因冷卻緩慢，其晶粒愈粗大。當(dāng)鋼液的澆注溫度高時(shí)，鑄鋼的結(jié)晶過(guò)程進(jìn)展慢，鋼的晶粒比較粗。此外，鑄型材料導(dǎo)熱性好壞，影響到傳熱速度，因而對(duì)晶粒度也有影響，在其他條件相同時(shí)，當(dāng)用金屬

14、型鑄造時(shí)，其晶粒要比用砂型鑄造出來(lái)的晶粒細(xì)得多，但實(shí)際生產(chǎn)中，一般均使用砂型鑄造，要獲得細(xì)小的晶粒有一定困難。 當(dāng)鑄態(tài)的鋼進(jìn)行熱處理時(shí)，能使晶粒細(xì)化、晶粒的細(xì)化過(guò)程分為二個(gè)階段：加熱過(guò)程中相變，使晶粒細(xì)化；冷卻過(guò)程中相變使晶粒細(xì)化，但是應(yīng)該指出，加熱時(shí)溫度不能過(guò)高。如果加熱溫度過(guò)高這些新形成的奧氏體晶粒就將會(huì)互相合并而長(zhǎng)成粗大的晶粒。在冷卻時(shí)。冷卻速度的快慢對(duì)于細(xì)化晶粒的效果有顯著的影響，冷卻速度快時(shí)，從奧氏體中析出的結(jié)晶核心數(shù)目多，因而生成的晶粒數(shù)目也多，細(xì)化晶粒的效果好。 2、魏氏組織魏氏組織是在鋼的二次結(jié)晶過(guò)程中形成的。當(dāng)鑄件冷卻到GS線以下某一溫度時(shí)，從奧氏體晶粒中的一定方向呈條狀析出

15、鐵素體。這種形狀的鐵素體常出現(xiàn)在中等含碳量的，特別是壁薄的鑄件中，在這樣的條件下，鐵素體易于以?shī)W氏體晶格中的幾個(gè)鐵原子密排的晶面為慣析面析出，這樣形成鐵素體相只需要進(jìn)行較近程的原子擴(kuò)散過(guò)程。由于鐵原子的密排面是交叉的，所以形成的條狀鐵素體也是交叉的。當(dāng)鑄件以較快的冷卻速度通過(guò)過(guò)GS線溫度，或是當(dāng)奧氏體的晶粒很大時(shí)，鐵素體的析出發(fā)生在較大的冷度下，原子擴(kuò)散在比較困難的條件下進(jìn)行，容易形成魏氏體。魏氏組織對(duì)鋼的性能影響很大。當(dāng)將鋼退火或正火處理時(shí)，能使鋼的晶粒顯著細(xì)化。這樣就改變了一次結(jié)晶的原始條件，因而很少再出現(xiàn)魏氏組織。這時(shí)析出來(lái)的鐵索體就不再是長(zhǎng)條狀的，而是顆粒狀了，鋼的機(jī)械性能也因之有所提

16、高。（五）、碳素鑄鋼熱處理后的組織碳鋼鑄件熱處理的目的是細(xì)化晶粒，消除魏氏組織和鑄造應(yīng)力。碳素鑄鋼經(jīng)正火后，其組織結(jié)構(gòu)與退火的碳素鑄鋼組織基本相同。但是，由于正火時(shí)的冷卻速度快，使奧氏體在較低的溫度下發(fā)生共析轉(zhuǎn)變，因而，能夠獲得分散度更大的珠光體組織。所以，正火處理的碳素鑄鋼的力學(xué)性能（特別是韌性）要比退火鋼的高一些。正火處理在碳素鑄鋼的生產(chǎn)中得到廣泛地應(yīng)用。 （六）、高錳鋼的組織 高錳鋼是一種耐磨鋼，其金相組織的特點(diǎn)是：在熱處理后為單相的奧氏體組織，其所以具有高的抗磨性能是由于高錳鋼在受到?jīng)_擊或擠壓時(shí)會(huì)發(fā)生加工硬化現(xiàn)象。 1、高錳鋼的鑄態(tài)組織： 錳是擴(kuò)大A區(qū)縮小F區(qū)的元素，它使 FeC相圖上

17、奧氏體區(qū)向低溫方向擴(kuò)展，造成GS線下降。高錳鋼中含有錳量高達(dá)11.00%14.00，而其他雜質(zhì)元素的含量較低。因此，此時(shí)的鋼基本上已是鐵、碳及錳組成的三元合金了。當(dāng)含碳量在1.l時(shí)，在990以上將具有單一的奧氏體組織，相圖上各轉(zhuǎn)變點(diǎn)和轉(zhuǎn)變溫度發(fā)生了變化，共折成分的含碳量約0.3%，共折溫度為620左右。 根據(jù)相圖，在平衡條件下，高錳鋼的鑄態(tài)組織應(yīng)為鐵素體十碳化物（FeMn）3C，但在鑄造條件下，高錳鋼的共析轉(zhuǎn)變來(lái)不及發(fā)生，因此，得到的實(shí)際組織是奧氏體十碳化物，碳化物常呈不規(guī)則塊狀分布于晶界及晶內(nèi)，或者呈連續(xù)網(wǎng)狀分布于晶界上，而且這種鑄態(tài)組織常常是粗大晶粒和柱狀晶，鑄態(tài)組織很脆，不能應(yīng)用。 2、

18、高猛鋼的水韌處理：為了消除碳化物，獲得均一的奧氏體組織，高猛鋼必須進(jìn)行固溶化熱處理（又稱水韌處理），即加熱到1 050 ，使其奧氏體化，然后水淬，得到單相的奧氏體組織。 三、實(shí)驗(yàn)步驟 在光學(xué)顯微鏡下（或金相多媒體系統(tǒng)）觀察試樣的金相組織，并畫(huà)出所觀察的組織。 表1。所需觀察的鑄鐵、鑄鋼金相組織的試樣和要求序號(hào)試樣狀 態(tài)觀察要點(diǎn)1灰鑄鐵中的A型石墨 鑄 態(tài)石墨的形狀和分布2灰鑄鐵中的C型石墨鑄 態(tài)石墨的大小和分布，并與A型石墨進(jìn)行比較3灰鑄鐵中的D型石墨鑄 態(tài)石墨的大小和分布4灰鑄鐵中的F型石墨鑄 態(tài)石墨的形狀和分布5灰鑄鐵中的肌體組織鑄 態(tài)肌體組織6球墨鑄鐵的鑄態(tài)組織鑄 態(tài)石墨形態(tài)與基體組織7

19、碳素鑄鋼的鑄態(tài)粗晶鑄 態(tài)粗大晶粒8碳素鑄鋼的魏氏組織鑄 態(tài)長(zhǎng)片或針狀鐵素體9碳素鑄鋼熱處理后組織正 火珠光體+鐵素體10高錳鋼的鑄態(tài)組織鑄 態(tài)奧氏體+碳化物11高錳鋼熱處理后組織水韌處理單相奧氏體組織1、 鑄鐵中的A型石墨材料名稱 材料名稱顯微組織 顯微組織腐 蝕 劑 腐 蝕 劑放大倍數(shù) 放大倍數(shù)2、灰鑄鐵中的C型石墨材料名稱 材料名稱顯微組織 顯微組織腐 蝕 劑 腐 蝕 劑放大倍數(shù) 放大倍數(shù)3、灰鑄鐵中的D型石墨材料名稱 材料名稱顯微組織 顯微組織腐 蝕 劑 腐 蝕 劑放大倍數(shù) 放大倍數(shù)4、灰鑄鐵中的F型石墨材料名稱 材料名稱顯微組織 顯微組織腐 蝕 劑 腐 蝕 劑放大倍數(shù) 放大倍數(shù)5、灰鑄

20、鐵中的肌體組織材料名稱 材料名稱顯微組織 顯微組織腐 蝕 劑 腐 蝕 劑放大倍數(shù) 放大倍數(shù)6、球墨鑄鐵的鑄態(tài)組織材料名稱 材料名稱顯微組織 顯微組織腐 蝕 劑 腐 蝕 劑放大倍數(shù) 放大倍數(shù)7、碳素鑄鋼的鑄態(tài)粗晶材料名稱 材料名稱顯微組織 顯微組織腐 蝕 劑 腐 蝕 劑放大倍數(shù) 放大倍數(shù)8、碳素鑄鋼的魏氏組織材料名稱 材料名稱顯微組織 顯微組織腐 蝕 劑 腐 蝕 劑放大倍數(shù) 放大倍數(shù)9、碳素鑄鋼熱處理后組織材料名稱 材料名稱顯微組織 顯微組織腐 蝕 劑 腐 蝕 劑放大倍數(shù) 放大倍數(shù)10、高錳鋼的鑄態(tài)組織材料名稱 材料名稱顯微組織 顯微組織腐 蝕 劑 腐 蝕 劑放大倍數(shù) 放大倍數(shù)11、高錳鋼熱處理

21、后組織材料名稱 材料名稱顯微組織 顯微組織腐 蝕 劑 腐 蝕 劑放大倍數(shù) 放大倍數(shù)材料名稱 材料名稱顯微組織 顯微組織腐 蝕 劑 腐 蝕 劑放大倍數(shù) 放大倍數(shù)四、回答問(wèn)題：1、灰鑄鐵中各種不同類型石墨的形成條件和對(duì)鑄鐵機(jī)械性能的影響？2、碳素鑄鋼中魏氏組織的形成？影響因素？如何消除？3、高猛鋼中猛的作用？為什么高錳鋼在沖擊條件下具有很高的耐磨性？實(shí)驗(yàn)二 鋁-硅合金變質(zhì)處理及金相組織觀察 2學(xué)時(shí)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、了解Al-Si合金熔煉、變質(zhì)處理的工藝操作。2、了解鋁合金的金相試樣制備。3、鑒別Al-Si合金變質(zhì)前、后的金相組織。4、了解Al-Si合金成分、組織、變質(zhì)處理和性能之間的關(guān)系。二、提 要

22、1、Al-Si合金變質(zhì)處理：Al-Si合金隨著含Si量的增加，共晶體隨之增加，雖然鑄造性能獲得改善，但組織中出現(xiàn)針狀的共晶Si，甚至出現(xiàn)粗大的多角形板狀初晶Si，嚴(yán)重地割裂了金屬基體；在Si相的尖端和棱角處引起應(yīng)力集中，合金容易沿晶粒的邊界處，或者板狀Si本身開(kāi)裂而形成裂紋，使合金變脆，機(jī)械性能特別是伸長(zhǎng)率顯著降低，切削加工性能也不好。因此，此類合金當(dāng)含Si量高于6%時(shí)，就要進(jìn)行變質(zhì)處理。對(duì)于Si量較高（6%8Si）的Al-Si合金，影響合金組織性能的主要因素是（）共晶體和初晶硅。如果不經(jīng)變質(zhì)處理，單純靠加入細(xì)化固溶體的元素來(lái)改善共晶體中（-Al）的形狀和粒度，往往收效甚微。所以對(duì)Al-Si類

23、共晶型合金，應(yīng)強(qiáng)調(diào)共晶體（）的變質(zhì)處理。2、共晶體的變質(zhì)：共晶成分的合金組織，通過(guò)加入Na（鈉）或Na鹽變質(zhì)處理，由原來(lái)的粗片狀共晶體（）基體上分布著少量多角形初晶Si的組織，變?yōu)橛蓸?shù)枝晶狀的 固溶體和（）共晶體組成的亞共晶組織，共晶體中的Si也變?yōu)榧?xì)粒狀。由于組織的顯著變化，合金的室溫機(jī)械性能特別是伸長(zhǎng)率得到很大的提高，切削加工性能也有明顯改善。3、變質(zhì)的方法及效果：能對(duì)鋁硅合金中共晶硅起到變質(zhì)作用的元素有多種，其中變質(zhì)作用最為顯著、在生產(chǎn)上應(yīng)用最為廣泛的是NaF 25，NaCI 62，KC13。NaF起變質(zhì)作用，NaCI和 KCI是助溶作用。變質(zhì)劑與鋁液接觸后，產(chǎn)生下列反應(yīng)： 6NaFAINa3AlF6十3NaNa進(jìn)入鋁液后即起變質(zhì)作用。在變質(zhì)劑成分中，只有Na能起變質(zhì)作用，NaCI、KCI本身不能起變質(zhì)作用，它們的作用是與NaF組成混合鹽降低熔點(diǎn)，有利子上述反應(yīng)的進(jìn)行。如 NaF的熔點(diǎn) 992，加入一定量的NaCI、KCI而組成的三元變質(zhì)劑，熔點(diǎn)明顯下降。在一般變質(zhì)溫度（750800）下，處于熔融狀態(tài)能促使上述反應(yīng)的進(jìn)行，從而提高變質(zhì)的速度和效果。此外，液態(tài)變質(zhì)劑容易在液面形成一層連續(xù)的覆蓋層，提高變質(zhì)劑的覆蓋效果。三、設(shè)備、儀器、