鋁棒-鋁合金的變質處理

鑄錠組織的不均勻性集中的鋁合金影響到鑄錠的性能，用于鍛造、軋制和擠壓的鑄錠特別不希望降低合金工藝塑性的柱狀組織。通常，具有細小晶粒組織、細微的晶粒內部結構和鋁管過剩相均勻分布的合金具有最好的鑄態性能和最高的壓力加工塑性。采用增大冷卻速度、低溫澆注、超聲波振蕩鑄造、電磁鑄造等措施均有利于獲得上述理想組織，但這些辦法均有局限性，只有對合金采取變質處理才是調整鑄錠組織的根本手段。

　　一、變質處理概述

　　所謂變質處理就是在少量的專門添加劑(變質劑)的作用下改變鑄態合金組織，使金屬或合金的組織分散度提高的過程。目前，這種處理方法的技術術語很不統一，有的叫細化處理，還有的叫孕育處理。變質處理的分類也各不一樣。有人根鋁條據金屬及合金的最終組織變化特征將變質處理分爲三類：把改變初生樹枝晶和其他初生晶鋁擠型尺寸的處理叫第一類變質處理，把改變初生樹枝晶內部結構的處理叫第二類變質處理，把改變共晶組織的處理叫第三類變質處理。也有人根據變質劑的作用特性，把變質處理分爲三類四組。還有人按對結晶著的合金的物理作用和冶金作用來分類。顯然，這些概念之間的界限是很難區分的。本手冊把變質處理理解爲金屬及合金鑄錠組織彌散度的提高。

I

晶核變質劑

l

不起化學作用，但結構上具有共格性

起晶核或生核基底作用，如鋁中的TiC及其他高熔點夾雜物

2

起化學作用且有結構上的共格性

包晶反應産生晶核質點，並改變周圍鋁擠型工廠液相的成分濃度，如钛和鋁作用生成的TiAl，

Ⅱ

吸附變質劑

3

活性吸附或物理吸附

吸附在晶面上，阻礙晶粒成長，促使過冷增核，如鋁矽合金中加鈉

Ⅲ

改變結構不勻性變質劑

4

起機械或物化作用，改變液相結構及分布狀況

均勻液相成分和溫度，改變晶核質點的活性

　　目前，有各種說明變質處理過程的理論，其中，比較著名的有晶核形成論、碳化物論、包晶反應論、原子結構論等，但其中沒有一種理論可以全面地說明這種過程。這是因爲，第一，變質處理過程很複雜，既與台中鋁擠型熔煉條件有關，也與鑄造條件有關；第二，不可控制的雜質有影響，中的某些元素的相互作用也有影響，它們增強或減弱晶粒細化的效果。

　　按照晶核形成理論的觀點，晶粒細化是因爲存在晶核，熔體是在晶核上開始結晶的。這些質點可能是過渡金屬的碳鋁棒化物、硼化物和鋁化物，它們的晶格常數與鋁固溶體的晶格常數(4。04Α)相近。根據該理論，作爲變質劑加入的添加劑應該滿足以下要求：①在高溫下化學成分不變，在鋁熔體中有足夠的穩定性；②添加劑的熔點應比鋁的高；③添加劑和鋁的晶格在結構及尺寸上應相適應；④與被處理的熔體原子形成強而有力的吸附鍵。

　鋁材批發　目前，除鋁薄鋁材板和鋁箔生産企業仍有采用鋁-钛添加劑外，國內變形鋁合金材料生産企業普遍采用鋁-钛-硼添加劑(線材或餅狀)進行變質處理。另外，新開發的鋁-钛-硼-稀土變質劑和鋁-钛-碳變質劑也已推廣使用。