合金熔体的处理(part2).ppt

讨论题目 预测未来细化处理技术的发展趋势 （1）同成分的合金细粉细化法 在熔体流入锭模或铸型的过程中，把合金粉末加入熔体，从而使整个熔体强烈的冷却。 这种方法是控制结晶过程，特别对厚铸件或铸锭结晶过程很有效，这些合金粉末的加入像众多的小冷铁均匀分布在熔体中，使整个熔体得到强烈的冷却，同时生成大量晶核，并以很大的速度成长 （2）温度控制法 它包括两种，即控制熔化温度法和控制浇注温度法 控制熔化温度法是当合金发生熔化时，固相颗粒不会立即消失，在低于液相线的温度范围内，将有大量固相颗粒存在，如果立即浇注，这些固相颗粒便可以成为晶核 控制浇注温度法是采取低的浇注温度，一般高于液相线10-200C,同时控制铸型温度，使铸件组织整体获得细化 （3）具有异质晶核的合金细化法 向铝合金熔体中加入具有TiB2微粒的Al-Ti-B细化剂，可以使铝合金组织显著细化 (常规法) 未细化的A357合金 细化后的A357合金 （4）通过反应可形成异质晶核的合金细化法 向铝合金熔体中加入少量的钛时，它将与铝发生反应，形成与α－Al具有良好匹配关系的TiAl3 L ＋　TiAl3　＝　α－Al (包晶反应 ) TiAl3作为α－Al的结晶核心，从而细化铝合金的组织 若向铝合金熔体中加入B，也能形成大量的与α－Al有良好匹配关系的TiB2,它们在铝合金熔体中具有很高的稳定性，也可起到异质核心的作用而细化铝合金的组织 3.基于结晶游离形核理论的细化法 （1）液面振动细化法 对液面加强振动可以促使结晶游离形核 浇注口在中轴线部位时的Al-0.2Cu铸锭宏观组织（熔体温度6800C） 浇注口在近侧壁时的Al-0.2Cu铸锭宏观组织（熔体温度6800C） 6个小浇注口在近侧壁时的Al-0.2Cu铸锭宏观组织（熔体温度6800C） （2）斜板浇注法 它是将合金熔体直接浇到水冷斜板上，使熔体受到激冷而发生部分凝固，这些已凝固的晶体在随后高温熔体的冲刷下发生折断或熔断，进入铸型中成为结晶核心 （3）铸型振动法 在凝固过程中振动铸型可使熔体与晶体之间产生相对运动，导致枝晶折断成为晶核，同时促进晶雨的形成 6.2.3 铸铁的孕育处理 铸铁中，石墨的形态、尺寸和分布是影响铸铁材料性能的重要因素，因而为了有效地控制铸铁的结晶过程，改善铸造组织，提高性能，就必须采用各种处理方法，消除低共晶度铸铁在共晶转变过程中的白口倾向，获得细小组织。 1. 孕育处理的概念 铸铁在浇注以前，在一定条件下，向液态合金中加入一定数量的物质（称为孕育剂），用来改善铸铁的凝固结晶过程，改善结晶组织，从而达到提高性能的目的，这种处理方法称之为孕育处理。对于灰口铸铁和球墨铸铁，孕育处理是其主要的工艺手段之一，但两者的作用和机理又不尽相同。 2. 灰口铸铁的孕育处理 为了获得高强度的灰铸铁，人们首先要用冲天炉（或者电弧炉、感应炉）熔炼出低碳硅含量的铁液，并将其过热到一定温度，而后加入一定数量的孕育剂进行孕育处理 （1）孕育处理的目的 a. 通过加入孕育剂，在铁液中形成大量的非均质石墨晶核，从而消除低共晶度铸铁在共晶转变过程中的白口倾向，使其结晶成为具有良好石墨形态的灰铸铁，简而言之，促进石墨化，减小白口倾向。 b. 改善石墨形态，使过冷型石墨转变为均匀分布且无方向型石墨，并获得细片珠光体基体，从而提高铸铁的强度。亦即：改善石墨形态和分布，增加共晶团数量，细化基体组织。 c. 减小铸铁件上薄壁与厚壁之间的由于冷却速率不同所产生的组织和性能上的差别，消除铸件的壁厚敏感性，提高铸铁组织均一性，即改善断面均匀性。 （2）孕育处理对铁液的成分和温度的要求（对母液的要求） 控制孕育处理前原铁液的化学成分和温度是获得最佳孕育效果的必要条件， C、Si含量必须满足使凝固后的铸铁组织处于即将由白口向灰口过渡的临界状态，即处于白口铸铁的边缘，这是由于C、Si含量增大，石墨生核的数量会增加，孕育处理后会进一步引起石墨的粗大化，不利于提高强度； 原铁液必须经过过热和静置处理，其原因在于促进石墨晶芽的溶解，削弱生核条件，净化铁液，使某些易于成为石墨生核基底的夹杂物在铁液中上浮或下沉而分离。 （3）孕育剂的分类 a. 按孕育剂作用分类 ⅰ. 石墨化孕育剂：促进石墨化，减少白口，以Si为主，并且含少量Ti、Zr、C等元素的合金，如硅系、碳系。 ⅱ. 稳定化孕育剂：稳定碳化物，促进和细化珠光体，一般由Cr、Mn、Sb、Mo、V等合金组成。 ⅲ. 复合孕育剂：同时具有上述两个方面的作用，可以以Si系为主，加入稳定化系的金属组成。 b. 按照结晶理论分类 ⅰ. 形核剂：液态金属凝固时会促进非均质生核，起到外来生核质点的作用