亚共晶铝合金中初生α 亚共晶铝合金中初生α相的细化
变质方法
在纯铝和铝合金中加入少量Ti、Zr、B等元素。 在纯铝和铝合金中加入少量 、 、 等元素。 等元素
变质机理
形成高熔点的固相质点（ 形成高熔点的固相质点（Al3Ti、Al3Zr和TiB2等）， 、 和 具有与纯Al相同的晶格类型和相近的晶格参数 相同的晶格类型和相近的晶格参数， 具有与纯 相同的晶格类型和相近的晶格参数， 可作为其结晶的异质核心。 可作为其结晶的异质核心。
过共晶铝硅合金中初生硅的变质
用磷变质 处理能细 化初生硅
变质前初 生硅晶体 长成粗大 厚板片状 Al-Si过共晶合金（含22％Si）铸态组织（金属型）
初生硅的变质
变质剂分类 一类是赤磷或含赤磷的混合变质剂； 另一类是含磷的中间合金（Cu-P）。
磷变质机制
形成AlP作为初生硅结晶的异质核心，使初生硅细化。
气体溶解 度的 Sieverts 西华特定 律
铝合金的组织
常温下， 二元系仅形成α和 相 常温下， Al - Si 二元系仅形成 和β相。 通常把共晶中的β相称为共晶硅 相称为共晶硅， 通常把共晶中的 相称为共晶硅， 在 铸态下， 铸态下， 未经变质处理的共晶硅呈粗 大的片状。 大的片状。共晶和过共晶合金组织中 的β相称为初晶硅。铸态下未经变质处 相称为初晶硅。 相称为初晶硅 呈粗大的块状和板状。 理的初晶硅呈粗大的块状和板状。粗 大的β相很脆 若不经变质处理， 相很脆， 大的 相很脆， 若不经变质处理， 含 β相多的铝硅合金不能在工业上得到实 相多的铝硅合金不能在工业上得到实 际应用。 际应用。
三 实验流程
得到不同条件下的铸件（变质前和变质后） 得到不同条件下的铸件（变质前和变质后） 锯切成小的金相试样块 粗磨、细磨、抛光、 粗磨、细磨、抛光、浸蚀 金相观察 撰写实验报告
四 注意事项
所有用的模具、 所有用的模具、工具必须烘干 所用的覆盖剂、 所用的覆盖剂、精炼剂要烘干 千万勿用手直接接触熔炼工具、模具， 千万勿用手直接接触熔炼工具、模具， 先试探，再操作。 先试探，再操作。
五 实验报告
根据熔体净化处理的基本原理， 根据熔体净化处理的基本原理，讨论有 哪些熔体净化方法。 哪些熔体净化方法。 给出本组实验中观察到合金变质前后的 金相组织，试讨论Al-Sr中间合金变质 中间合金变质Al金相组织，试讨论 中间合金变质 Si合金的机理 s PH 2 Ks = − A / T + B
其数值各不相同。 应尽量降低铝液表面上的氢分压，为此可采用真空处理。 向铝液中吹入惰性气体，以在其内形成氢分压起始为零的气泡来降低含 氢量。
式中[H]-溶于铝中氢的浓度；Ks-氢的溶解度系数；T-热力学温 度；A、B-常数，对铝合金而言，不同的合金类和不同的成分，
铝合金中的气体
能溶解于铝合金的气体主要是氢（ 能溶解于铝合金的气体主要是氢（其 余是少量的CO等 余是少量的 等）； 氢主要来自铝-水气反应， 氢主要来自铝 水气反应，在熔炼中由 水气反应 于该反应不可避免地将氢带入铝液。 于该反应不可避免地将氢带入铝液。
铝液中气体和氧化夹杂的来源
氢气来源： 氢气来源： 潮湿、带油污的炉料、Al2O3表面吸附水汽及氢， 搅拌时带入铝液；铝液表面吸附水。 氧化夹杂来源： 氧化夹杂来源： 表面氧化膜、空气、水汽等被搅入铝液中。
铸态组织
当Wsi＜12.6％时 ＜ ％
α(Al)＋(α+β)共晶体 ＋
当Wsi＞12.6％时 ＞ ％
β(Si)+(α+β)共晶体
硅相在自发 非控制生长 条件下会长 成片状
共晶硅的变质处理
概念 所谓变质处理是在熔融合金中加入少量的一 种或几种元素（或加化合物起作用而得）， ），改变合 种或几种元素（或加化合物起作用而得），改变合 金的结晶组织，共晶体中的硅相由原来的粗大片状 金的结晶组织，共晶体中的硅相由原来的粗大片状 变为细小纤维状，从而改善机械性能。 变为细小纤维状，从而改善机械性能。 生产上常在合金液中加入氟化纳与氯盐的混 方法 生产上常在合金液中加入氟化纳与氯盐的混 合物来进行变质处理 加入微量的纯钠、 来进行变质处理， 合物来进行变质处理，加入微量的纯钠、锶等也有 同样效果。 同样效果。
实验二 铝合金的精炼变质处理
一 实验目的
熟悉铝合金的精炼工艺 精炼工艺特点，通过实践 精炼工艺 了解精炼处理对铝合金组织和性能的影 响。 学习铝合金变质处理 变质处理工艺，了解变质处 变质处理 理对铝合金组织和性能的影响。
二 基本知识简介
熔炼过程中，熔体中存在气体、夹杂物及其他杂质等 熔炼过程中，熔体中存在气体、夹杂物及其他杂质等，影 气体 响纯洁度，使铸锭产生气泡、气孔、夹杂、疏松、 响纯洁度，使铸锭产生气泡、气孔、夹杂、疏松、裂纹等 缺陷，对铸锭的加工性能及制品强度、塑性、抗蚀性和外 缺陷，对铸锭的加工性能及制品强度、塑性、 观品质有显著影响。 观品质有显著影响。 氢含量通常在0.15~0.2cm3/100g(Al)以下，一些特殊要求的 以下， 氢含量通常在 以下 航空材料应在0.1cm3/100g(Al)以下。 以下。 航空材料应在 以下