鋁合金晶粒細化

鋁合金晶粒細化共十八頁晶粒細化定義：對鋁合金熔體進行細化處理，以獲得均勻(jūnyún)、細小的等軸晶

分類：凝固細晶和變質細晶共十八頁凝固(nínggù)細晶凝固細晶又稱為內生形核質點法，即通過一定手段，如電磁作用等，改變合金內晶核的數量或阻礙晶體的形核和長大來實現晶粒細化。常用(chánɡyònɡ)方法：快速凝固細晶、機械場凝固細晶、磁場凝固細晶、電場凝固細晶和超聲場凝固細晶。共十八頁快速(kuàisù)凝固細晶

采用很高的凝固速度，使合金在凝固過程中形成細小的微觀組織結構，且分布(fēnbù)均勻。原理：控制過冷度

影響因素：凝固速率和合金成分共十八頁動態(tài)(dòngtài)晶粒細化機械(jīxiè)場凝固細晶：機械攪拌或機械振動形成復雜的三維空間流動改變熔體的結構和能量起伏細化或球化合金組織共十八頁磁場凝固(nínggù)細晶磁場(cíchǎng)對鋁合金能量體系產生擾動產生渦流，和洛倫磁力與外加磁強破壞產生的樹枝晶產生新的晶核，達到細化目的共十八頁電場(diànchǎng)凝固細晶原理：利用電遷移現象改變溶質(róngzhì)有效分配系數及凝固界面前沿溶質(róngzhì)分布。主要影響因素：晶核和母相的電導率，球形晶核的半徑

密度，質量電容

通電時間共十八頁超聲場凝固(nínggù)細晶聲空化和聲流作用(zuòyòng)形成空化泡吸收熱量，造成局部過冷空化泡破裂會破碎正在長大的晶體形成新的晶體質點共十八頁變質(biànzhì)細晶變質(biànzhì)細晶又稱為外來形核質點法，即通過向鋁合金熔體中加入中間合金晶粒細化劑，產生大量有效異質形核核心，提高晶體的形核率，從而細化晶粒常見晶粒細化劑：中間合金細化劑Al-TiAl-Ti-B鹽類細化劑鈉鹽細化劑氯鹽細化劑共十八頁中間(zhōngjiān)合金細化劑原理(yuánlǐ)：包晶相圖理論Al-Ti二元相圖富Al端共十八頁中間(zhōngjiān)合金細化劑取0.01%Ti的添加量作為標準添加量，用Al-5Ti-1B細化劑在730℃時對99.7%的工業(yè)(gōngyè)純鋁進行細化處理標準添加量下保持時間與晶粒大小的關系共十八頁Ti的添加(tiānjiā)量對晶粒大小的影響不同添加(tiānjiā)量對99.7%Al細化效果共十八頁鹽類細化劑吸附(xīfù)變質劑的特點是熔點低，能顯著降低合金的液相線溫度，原子半徑大，在合金中固溶量小，在晶體生長時富集在相界面上，阻礙晶體長大，又能形成較大的成分過冷，使晶體分枝形成細的縮頸而易于熔斷，促進晶體的游離和晶核的增加。缺點：由于存在于枝晶和晶界間，常引起熱脆共十八頁鈉鹽細化劑常用(chánɡyònɡ)變質劑的成分及其變質溫度共十八頁鈉鹽細化劑變質(biànzhì)反應：

加入鈉鹽和鉀鹽之后，與NaF形成(xíngchéng)混合鹽，可以降低熔點，促進變質反應的進行。此外熔融狀態(tài)的變質層會形成(xíngchéng)一層連續(xù)的覆蓋層，提高了變質劑的覆蓋作用。共十八頁總結(zǒngjié)細化質點來源細化方法優(yōu)點缺點應用范圍生產操作晶粒尺寸（μm）作用性質內生法機械場作用操作簡單設備復雜鑄件施加振動20~800物理作用快速凝固細化枝晶小件小批量甩帶等0.5~10電/磁場作用尺寸小設備復雜特殊合金施加電/磁場——外生法鹽類細化劑操作簡單污染嚴重爐內處理塊式添加200~500冶金作用Al-Ti基細化劑適合連續(xù)生產成本較高爐外處理在線添加100~250共十八頁謝謝(xièxie)共十八頁內容(nèiróng)總結鋁合金晶粒細化。分類：凝固細晶和變質細晶。凝固細晶又稱為內生形核質點法，即通過一定手段，如電磁作用等，改變合金內晶核的數量或阻礙晶體的形核和長大來實現晶粒細化。常用方法：快速凝固細晶、機械場凝固細晶、磁場凝固細晶、電場凝固細晶和超聲場凝固細晶。產生渦流