鑄造合金流動性測定實驗報告(模板)

1、鑄造合金流動性測定 實驗報告一、實驗?zāi)康?1 掌握合金流動性的測定方法；2 驗證合金成分、澆注溫度、鑄型條件與合金流動性的關(guān)系;3 能運用液態(tài)金屬停止流動機理解釋實驗結(jié)果。二、實驗設(shè)備與材料:1 螺旋線試樣模型；3 造型及澆注工具；5 電阻式坩堝儀；7 .爐料（1）純Al2砂箱；4. 快速測溫儀；6.精煉劑ZnCI2 （無毒精煉劑）；（2）含 Si9.3% 的 Al-Si 合金。三、實驗原理：1. 合金成分對流動性的影響。主要是因為合金成分不同，其結(jié)晶特點不同造成的。純金屬、共晶成分合金 是在固定溫度下凝固的。已凝固的固相層由鑄件表面逐層從中心推進， 與未凝固 的液體界面分離，且凝固層表面光滑

2、，對合金流動性阻力小。同時，結(jié)晶潛熱的 釋放使凝固進行緩慢，延長了流動時間。另外，這類合金析出較多固相時，才停 止流動。當金屬中加入合金元素，一般會使導(dǎo)熱系數(shù)明顯下降，會使流動性得到 提高（但有時加入合金元素后，初晶變得發(fā)達，流動性反而下降）。結(jié)晶區(qū)間較大的合金，結(jié)晶時形成發(fā)達的樹枝晶。在凝固層表面有較多的枝晶與液態(tài)相混雜， 阻礙液體的流動。當液流前端的枝晶達到一定數(shù)量時， 合金就停止流動，結(jié)晶區(qū) 間越大，枝晶越發(fā)達，流動性越不好。2. 澆注溫度條件對流動性的影響。提高澆注溫度會使金屬液粘度降低， 在相同散熱條件下，延長了從澆注溫度 到凝固溫度的時間，即保持液態(tài)金屬的時間。同時提高澆注溫度，也

3、會使鑄型溫 度升高，減少金屬液與鑄型的溫差，從而提高了流動性。但過高的澆注溫度會使 合金的吸氣增加，氧化嚴重，流動性提高幅度降低，鑄件易產(chǎn)生缺陷。四、實驗內(nèi)容：實驗采用螺旋線形試樣測定兩種成分合金流動性的性能，具體列表1如下:表1螺旋線形試樣實驗內(nèi)容序號合金成分結(jié)晶區(qū)間過熱度澆注溫度1純鋁（Al） T=0C ,T熔=660°C+50 C710C2Al-Si合金（含 Si 9.3%） T 3C,T 熔=605 C+50 C655 C五、實驗步驟:1. 每組做流動性試樣鑄型兩個，緊實后水平放置，并壓箱；2. 熔煉合金：各2kg，出爐前要精煉處理。精煉劑加入量占總合金量的0.03%；3.

4、出爐澆注前要測量金屬液的溫度，并降到澆注溫度以后進行澆注；4澆注完冷卻后，要打箱，測試試樣長度并記錄在表 2中；5. 安全注意事項：(1)接觸金屬液的工具要預(yù)熱處理；(2)加料時也要預(yù)熱六、實驗記錄：表2螺旋線形試樣實驗記錄序號合金成分出爐溫度澆注溫度過熱度試樣長度1純鋁(Al)804C710C+50 C84.5cm2Al-Si合金（含 Si9.3%）692 °C655 C+50 C88.5cm七、思考題:1. 簡述合金流動性與合金成分、澆注溫度的關(guān)系。答：(1) 主要是因為合金成分不同，其結(jié)晶特點不同造成的。純金屬、共晶成分合金是在固定溫度下凝固的。已凝固的固相層由鑄件表面逐層從中

5、心推進， 與未 凝固的液體界面分離，且凝固層表面光滑，對合金流動性阻力小。同時，結(jié)晶潛 熱的釋放使凝固進行緩慢，延長了流動時間。另外，這類合金析出較多固相時， 才停止流動。當金屬中加入合金元素，一般會使導(dǎo)熱系數(shù)明顯下降，會使流動性 得到提高(但有時加入合金元素后，初晶變得發(fā)達，流動性反而下降)。結(jié)晶區(qū)間較大的合金，結(jié)晶時形成發(fā)達的樹枝晶。在凝固層表面有較多的枝晶與液態(tài)相 混雜，阻礙液體的流動。當液流前端的枝晶達到一定數(shù)量時，合金就停止流動， 結(jié)晶區(qū)間越大，枝晶越發(fā)達，流動性越不好。(2) 合金流動性與澆注溫度的關(guān)系：提高澆注溫度會使金屬液粘度降低，在相同散熱條件下，延長了從澆注溫度到凝固溫度的

6、時間，即保持液態(tài)金屬的時間。 同時提高澆注溫度，也會使鑄型溫度升高，減少金屬液與鑄型的溫差，從而提高 了流動性。但過高的澆注溫度會使合金的吸氣增加，氧化嚴重，流動性提高幅度降低，鑄件易產(chǎn)生缺陷。2. 為什么純金屬Al的流動性比含Si9.3%的Al-Si合金的流動性差？答：(1) 在金屬Al液中加入合金元素Si后，在凝固結(jié)晶過程中，在 a Al周 圍Si濃度達到共晶濃度，在初生相周邊就形成共晶 Si，比較規(guī)則的塊狀，不易 形成網(wǎng)絡(luò)，阻礙液體在塊間流動，初生 Al相的生長，從而獲得晶粒相對較小的 合金組織，細小且均勻的晶粒有助于合金熔體流動性的提高。(2) 如圖1所示，Al-Si合金中Si含量在16-18%之間有最大值