铝合金熔炼和净化..pptx

铝合金的熔炼和净化;铝及铝硅合金;国内代号ZL101A：中ZL为铸铝，1为合金类别（1为铝硅系2为铝铜系3为铝镁系4为铝锌系）。01为合金顺序号，决定化学成份（Si6.5-7.5Mg0.25-0.45Ti0.08-0.2），A为优质，杂质含量低。区别于ZAL101其Fe含量小于0.2％，抗拉性能高不形成大块的铁化合物。铝硅系合金：为共晶成份。铸造性能良好。很小的结晶温度间隔（硅凝固潜热很大为393卡/克，铝仅为94卡/克）和较大比热（约0.2卡/克℃）。线收缩系数也比较小（约为铝的1/3-1/4）,AL-Si共晶体在其凝固点附近有良好的塑性，因此有良好的铸造性能。并且所含脆性相硅相数量仅占10％左右可通过变质处理来进一步提高塑性。;A356.2合金液态特点;合金中各种成份的特性及作用;合金中各种成份的特性及作用;Fe、Mg及冷却对材料性能的影响;模温对材料性能的影响;常用名词解释;常用名词解释;常用名词解释;常用名词解释;铝硅二元合金状态图;　　铝硅二元相图（状态图）： 　　共晶温度为577℃，共晶点的硅含量为12.6％，α相是硅溶于铝形成的固溶体，在共晶温度时硅的溶解度最大，可达1.65％，而在室温只有0.05％，β相是铝溶于硅形成的固溶体。由于β相中含铝极少，所以可用Si来表示。β相是硬而脆的相。由状态图可知铝硅二元合金的室温组织是α固溶体和硅。共晶成分铝硅合金铸态组织是α固溶体和粗大针状硅构成的共晶组织。亚共晶成分铝硅合金的铸态组织为树枝状α固溶体+共晶组织。过共晶成分铝硅合金的铸态组织中有粗大的初晶硅和多角形的初晶硅。组织中有粗大的初晶硅或粗大的针条状的共晶硅，都使铝硅合金的机械性能下降，特别是对塑性的影响更为显著。变质处理使共晶点向右下方移动，共晶温度由577℃降到564℃，共晶点含硅量由12.6％增加到14％左右。从而使变质前后的组织差别很大。 ;　ZL101合金是典型的铝-硅-镁系合金，因含硅量为6.0-8.0％为亚共晶成分，组织为α+（α+Si）共晶组织。实际上ZL101合金为三元合金，在形成（AL+Si+Mg2Si）三元元共晶的温度（559℃）时，硅和镁在α固溶体中都有很大的溶解度。0.2-0.4％的镁都可以溶入α固溶体中。当温度降低时，溶解度下降，室温时溶解度接近于???。所以随着温度的下降，会有Mg2Si析出。平衡组织为α固溶体+（α+Si）共晶体+Mg2Si。如有杂质铁时还有AL4Si2Fe相。在铸造条件下由于冷却速度大，Mg2Si来有及析出，Mg都溶于α固溶体中，组织为α固溶体+（α+Si）共晶体的亚共晶组织。经热处理工艺升到520-530℃使α固溶体中溶入较多的硅、镁，然后淬火得到过饱和的α固溶体。再经时效处理使过饱和的硅、镁在较低温度下析出，形成弥散的颗粒状的Mg2Si强化合金。 ;亚共晶铝硅合金的力学性能取决于其显微组织中初晶α-AL、共晶Si、二次相金属间化合物及孔隙的形态、大小、与分布。初晶硅的尺寸、形态及分布起决定作用，其初晶硅晶粒尺寸越细小，分布越均匀，棱角越钝化，其对基体的割裂作用越小，力学性能也就越好。细化和变质是改善铝硅合金组织，提高性能的最常用、有效的工艺手段。 Sr变质是其吸附在Si的晶坯上，使晶坯难以成核成大；加Ti以细化剂原子与被细化合金元素原子间的电子交换，以细化剂原子为基形成动力学上的化合物，即形核初始状态的形成。 ;熔炼的重要性;氧化物和氢的来源及危害;氧化物和氢的来源及危害;可见氧化膜;AL2O3和H2的关系;吸气和氧化过程;吸气和氧化过程;温度与溶解度;气体分压与溶解度：温度相同条件下，随炉气中氢气分压增大而气体溶解度增大，其它条件相同时，煤气炉熔炼铝合金时含氢量为2.5cm3/100g，当有熔剂保护时为1.05 cm3/100g。低频感应炉为0.8-1.0 cm3/100g，电阻炉为1.05cm3/100g，当天气湿度变化时，气体含量也随之变化。 合金元素与溶解度：铝液表面氧化膜结构变化影响吸气。铝液中硅、锌、铜元素不富集于表面，不改变氧化膜性质，降低氢溶解度。铝液中镁、钠、钾比重轻，富集于表面优先氧化生成疏松氧化膜失去保护作用易吸气。铝液中与气体亲合力较大的金属元素：Ti、Zr锆 、Mg易增含气量，铍也是表面活性元素比名轻，极易氧化，但生成致密的氧化膜起保护作用。蒸气压高的金属合金：Cu、Si、Mn、Zn等具有蒸发去吸附作用，可降低铝合金中的气体溶解度，镍和锰对铝吸气无影响。 其它因素：金属表面氧化膜状态及熔炼时间。熔融铝暴露于氢元素气氛中时间越长吸气量越大，铝吸气量与时间关系（标准大气压状态：1大气压） ;铝吸气量与时间关系;吸气与氧化的反应式; 可见铝合金中的气体虽然主要是氢，但并不来源于炉气中的H2(氢分子)，据气体分析：大气中的氢分压极低（