变质处理（变质处理时,变质剂的作用是）

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加工硬化和变质处理的主要区别

加工硬化是指由于塑性变形而硬化，即材料的强度和硬度增加，塑性降低称为应变硬化。修饰就是细化晶粒。

变形和载荷可以在应变软化应变曲线上找到。显然，当应变软化是相同的变形时，载荷极限就像被软化一样降低。

变质处理的定义

改性是工业生产中广泛使用的方法。

当改性剂添加到液态金属中时，可以直接增加形核核心。这种变质剂称为孕育剂，相应的处理称为孕育处理。如果在铁水中加入硅铁，硅钙合金可以细化石墨。

修改过程的关键是什么？

变质处理工艺的关键是控制变质温度、时间、变质剂用量和变质操作方法。

1、变质温度

对于钠盐改性剂，改性剂与铝熔体接触后，会发生以下反应:

6 NaF+al→na 3 alf 6+3Na

钠进入铝熔体，起变质作用。一方面，变质温度越高，反应越好，Na回收率越高，变质速度越快。另一方面，过高的变质温度浪费燃料和工时，增加铝熔体的氧化和气体吸收，使合金熔体渗铁，降低坩埚的使用寿命，使钠在高温下易被氧化。因此，变质温度应略高于浇注温度。

2.变质时间

变质时间取决于变质温度，变质温度越高，变质时间越短。采用压盐和切盐方法时，变质时间一般由两部分组成，覆盖时间为10 ~ 12 min，压盐时间为3 ~ 5 min。

3.改性剂剂量

4、变质操作法

对于钠盐变质剂，精炼后刮去铝合金熔体表面的氧化皮和熔渣，均匀撒上一层粉状变质剂，保温10 ~ 12 min。与铝熔体直接接触的改性剂层被烧结成硬壳或在高温下变成液体。保温10 ~ 12分钟后，用钢包将变质剂轻轻压入铝合金熔体中，深度约100 ~ 150 mm，3 ~ 5分钟后取样检测变质效果。如果采用盐切法，先将已经烧结成硬壳的变质剂在合金熔体表面切成碎片，然后将碎片一起压入熔体，直到变质效果出现。如果采用搅拌法，可以将粉末变质剂与变质剂同时加入到铝熔体中，搅拌直至出现变质效果。

晶粒细化的改性处理

变质是在液态金属中加入少量活性物质，促进形核或改变晶体生长过程的方法。生产中常用的改性剂有可见成核改性剂和吸附改性剂。形核变质剂的作用机理是在铝熔体中加入一些能产生自发形核的物质，使其在凝固过程中通过异质形核达到细化晶粒的目的。

成核改性剂的要求

变质剂或其与铝反应生成的化合物具有以下特征:晶格结构和晶格常数适合于被变质的熔体；稳定性；熔点高；它在铝熔体中高度分散，并能均匀分布在熔体中；不污染铝合金熔体。

成核改性剂的类型

一般来说，锻造铝合金使用含有元素如Ti、Zr、B和C的化合物作为晶粒细化剂。这些化合物的特性如表1所示。表1铝熔体密度/克/厘米熔点/℃

铝钛硼被认为是中国最有效的精炼剂之一。Al-Ti-B与Re、Sr等元素共同作用，细化效果更好。

在实际生产条件下，受各种因素影响，TiB2颗粒容易团聚，特别是加入熔体时，导致加入点附近粘度高，流动性差，使TiB2颗粒更容易团聚形成夹杂物，影响净化和细化效果。TiB2颗粒容易偏析和聚集，也容易与熔体中的氧化物或盐结合产生夹杂物。7系合金中的Zr、Cr、V元素也会使TiB2失去细化作用，产生粗晶组织。

由于Al-Ti-B的上述缺点，人们寻求更有效的变质剂。许多厂家致力于铝钛碳变质剂的研究。

改性剂的添加方式

1.以化合物的形式添加，如K2TiF6、KBF4、KZrF6、TiCl4、BCl3等。钛、锆、硼等。化学反应后移位。重组形成自发核。这些方法虽然简单，但效果并不理想。反应中产生的浮渣影响熔体质量，TiCl3、KB2、ZrAl3等再生颗粒易结块，影响精炼效果。

2.以中间合金的形式添加。目前工业精炼剂大多以中间合金的形式加入，如铝钛、铝钛硼、铝钛碳、铝钛硼锶、铝钛硼稀土等。中间合金被制成块状或线状。

影响细化效果的因素

1.磨浆机的类型。不同的细化剂细化效果不同。实践证明，铝钛硼比铝钛更有效。

2.细化剂的用量。一般来说，细化剂加入越多，细化效果越好。但过多的细化剂容易使熔体中金属间化合物增多和聚集，影响熔体质量。所以在满足晶粒度的前提下，杂质元素加入越少越好。从包晶反应的观点来看，为了细化晶粒，Ti的添加量应该大于0.15%。但在实际变形的铝合金中，其他成分(如Fe)和自然夹杂物(如Al2O3)也参与晶核的形成，一般只有0.01%-0.06%就足够了。

熔体中硼的含量与钛的含量有关。要求B和Ti形成TiB2后，熔体中有过量的Ti。

Al-Ti-B作为晶粒细化剂时，每500个TiB2颗粒中就有一个形核α-Al，TiC的形核率是TiB2的100倍。因此，添加有TiC的颗粒数量通常设定为低于TiB2颗粒数量的50%。颗粒越少，每个颗粒成核的机会就越高，防止了颗粒的碰撞、聚集和沉淀。另外，当TiC的质量分数为0.001%-0.01%时，晶粒细化相当有效。

3.磨浆机的质量。细化颗粒的大小、形状和分布是影响细化效果的重要因素。粒径小，比表面积小(点状和球状最好)，分散在熔体中细化效果好。以TiAl _ 3为例，块状TiAl _ 3的细化效果优于针状TiAl _ 3，因为块状TiAl _ 3对熔体有三个面，形核率高。

4.加入精炼剂的时机。TiAl3 _ 3 _ 3颗粒在10min后效果最好，40min后细化效果下降。TiB2颗粒的聚集趋势随时间增加，TiC颗粒倾向于跟随时间弯曲。所以铸造前最好在线添加精炼剂。

5.添加澄清剂时的熔体温度。随着温度的升高，TiAl3逐渐溶解，细化效果下降。吸附变质剂的特点是熔点低，能显著降低合金的液相线温度，原子半径大，在合金中的固溶度低。晶体生长时，在相界面上富集，阻碍晶体生长，形成大的成分过冷，使晶体枝晶形成细颈状，容易熔合，促进自由晶体和晶核的增多。它的缺点是由于存在于枝晶和晶界之间，经常引起热脆。有几种吸附改性剂。

钠改性剂

钠是变质共晶硅最有效的变质剂，在生产中可以以钠盐或纯金属的形式加入(但以纯金属形式加入时可能分布不均匀，所以在生产中很少使用)。钠混合盐由氟化钠、氯化钠、氟化钠等组成。只有NaF在变质过程中起作用，其反应如下:

6NaF+Al→Na3AlF6+3Na

一方面，加入混合盐的目的是降低混合物的熔点(NaF的熔点为992℃)，提高改性速度和效果；另一方面是保护熔体中的钠，防止钠被助熔烧坏。熔体中钠的质量分数一般控制在0.01%-0.014%之间。考虑到在实际生产条件下并不是所有的NaF都参与反应，在计算中可以适当增加钠的质量分数，但一般不应超过0.02%。

用钠盐变质时，存在以下缺点:钠含量不易控制，钠含量小时易造成变质不充分，钠含量大时可能发生过度变质(合金性能变差，夹杂物倾向大，铸锭组织严重恶化)；钠化变质有效时间短，所以采取保护措施(如合金化保护、熔剂保护)。)应加；变质后炉内残留钠对后续生产合金影响较大，导致熔体粘度高，增加合金裂纹和拉伸裂纹倾向，尤其对高镁合金的钠脆性影响较大。氟化钠有毒，影响操作人员的健康。

锶改性剂

含锶变质剂有锶盐和中间合金两种。锶盐的变质效果受熔体温度和浇注时间影响较大，很少使用。目前，国内广泛使用铝锶中间合金。与钠盐改性剂相比，锶改性剂无毒、长效。不仅可以精炼初晶硅，还可以精炼共晶硅团，对熔炉污染小。但使用含锶变质剂时，锶的烧损较大，需要含锶盐熔剂的保护。同时，加入锶后合金的吸杂倾向增大，容易在最终产品中造成气孔缺陷。

锶的加入量受以下因素影响较大:熔剂保护程度好，锶烧损小，锶的加入量少；铸件尺寸小，锶的加入量少；浇注时间短，锶烧损小，加入量少；冷却速度快，锶加入量少。生产中锶的加入量要通过实验来确定。

其他修饰符

钡对共晶硅有很好的变质作用，且变质工艺简单，成本低，但对厚壁零件的变质效果不好。

锑对铝硅合金也有很好的变质作用，但对缓冷厚壁铸件的变质作用不明显。另外，对于一些变形铝合金，锑是有害杂质，必须严格控制。

最近的研究发现，不仅晶粒尺寸影响铸锭的质量和力学性能，而且枝晶的细化和枝晶间的疏松、偏析和夹杂物对铸锭质量也有很大影响。枝晶的细化程度主要取决于凝固前沿的过冷度，而过冷度与铸件的结晶速度有关。结晶前沿附近的过冷度越大，结晶前沿越窄，晶粒内部结构越小。在相同的结晶速度下，吸附变质剂可以改变枝晶的细化程度，形核变质剂对晶粒内部结构没有直接影响。金属变质剂的一般用量/%效果注1为合金0.01-0.05Ti Al-Ti，良好的晶核TiAl3或Ti偏析吸附细化晶粒0.01-0.03Ti+0.003-0.01B Al-Ti-B合金或K2TiF6+KBF4晶核TiAl3或TiB2，(Ti，Al)B2，质量分数为b: Ti。3系合金0.45-0.6Fe铝铁合金有较好的晶核(femn) 4L60.01-0.05 Ti铝钛合金晶核TiAl3含有Fe、Ni和Cr。0.2-0.5毫克纯镁通过0.01-0.05n或李娜或氟化钠细化金属化合物初晶。高镁合金的0.1-0.2Ti+0.02Be Al-Ti-Be合金的晶核TiAl3或TiAlx采用具有良好晶核的LiF 5系合金ZrAl3 0.01-0.05Zr或Mn、Cr Al-Zr合金或锆盐、Al-Mn、Cr合金。0.1-0.2Ti+0.15C铝钛合金或TiAl 3或TiAl x，高镁合金的TiC晶核，以及各种需要用0.005-0.01Na纯钠或钠盐变质的铝镁合金，主要是钠偏析吸附细化共晶硅，改变其形态；常用0.01-0.05P磷粉或67%NaF+33%NaCl、变质时间小于25分钟的Cu2P磷铜合金晶核精炼含0.1-0.5Sr或Te、Sb锶盐或纯碲、Sb的初晶硅。更好的锶、碲和锑阻碍晶体生长。6系合金0.15-0.2Ti晶核良好的铝钛合金TiAl3或TiAlx 0.1-0.2Ti+0.02B铝钛、铝硼合金或铝钛硼合金晶核TiAl3或Ti)B2、(Al。

什么是变质处理，变质剂有哪几种？

铝硅合金应用广泛，典型品牌为ZL102。其成分接近共晶点，因此具有优良的铸造性能，即流动性好，但其组织是由粗大针状硅晶体和α固溶体组成的共晶，还有少量多面体初晶硅。由于针状组织粗大，合金的韧性和塑性较差，需要对其进行变质处理。浇注前加入变质剂(常用的钠盐)，通过吸附在硅表面，促进硅的形核，阻碍其生长，从而细化合金的显微组织，最终提高合金的强度和塑性。

如何在生产中应用变质处理？

改性是工业生产中广泛使用的方法。

1.金属液体中添加微量变质剂的应用领域。

2.常用的冶金变质剂:成核变质剂和吸附变质剂。

变质作用的介绍到此为止。感谢您花时间阅读本网站的内容。别忘了在这个网站上找到更多关于变质剂的作用和变质治疗的信息。

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