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ZL104铸铝合金改性分析报告
1、青岛青铸陕西铝铸件厂作为陕西铝合金铸造加工厂对ZL104陕西铝铸件进行机械性能和金相分析取样。 铸铝材料为ZL104，热处理状态为T6，改质采用铝锶中间合金。铝铸件的抗拉强度和硬度较高，延伸率较低，铝铸件的晶粒粗大。同时在铝铸件断裂处发现了硅亮点。 通过初步分析，造成铆裂纹的原因是ZL104合金的共晶硅改性不足，导致铸铝晶粒粗大，铸铝硬度、抗拉强度增加，延伸率低。ZL104合金的特性 2.1 铝硅合金的特性 常用的铸铝合金大多为亚共晶和共晶。合金显微组织由韧性α（Al）固溶体和硬脆共晶硅相组成。为了保证良好的铸造性能，合金组织中需要有相当量的共晶，但大量的共晶会使合金变脆，降低力学性能[1] 2.2 ZL104合金的特性 。经变质和热处理T6后，其组织为初生α和细小α+Si共晶。 ZL104合金具有优良的铸造性能，充型能力强，有收缩线，无热裂和气孔倾向。 ZL104 未改变的微观结构 2.3 Al Si合金共晶的改性Al Si合金共晶中的硅相在自发不受控制的生长条件下会生长成薄片。这种脆性相的形式使基体严重分裂，大大降低了合金的强度和塑性。为了改变这种情况，一般对含硅量>6%的铝合金进行改性。铝硅共晶合金改性后，由粗大硅晶构成的共晶组织转变为树枝状主结构α固溶体和（由Si构成的α+亚共晶组织）共晶。硅在共晶中的相变是细纤维。根据Al Si共晶→双谷机制的变质机理，合金变质后，铝溶液中的改性剂被选择性吸附富集在双谷中，阻碍硅原子或硅原子四面体的生长速度，抑制双谷生长机制，并导致硅晶体生长形态的变化。这使硅晶体由片状变为等轴截面的弯曲纤维，从而细化晶粒。 生产中常用的变质剂有以下几种：
(1)钠盐改性剂 其组成为NaF、NaCl、KCl和Na3AlF6的混合物，主要有二元改性剂、三元改性剂和通用改性剂。它的缺点是钠很容易燃烧。改性剂中的F - 、Cl - 离子腐蚀铁坩埚，同时使铝液渗入铁中，在坩埚上形成一层结合牢固的炉瘤，浇注后难以去除。改性后，铝液的流动性能降低，铝铸件的孔隙率和收缩倾向增加，并经常与表面涂层反应形成化学砂。
(2)锶改性剂 锶通常以 Al SR 中间合金的形式添加。添加量为0.02%～0.06%。砂型铸造取上限，金属型铸造取下限。锶改性的缺点是锶中存在SRH，难以除氢，铝铸件常形成针孔。
(3)锑变质 锑的熔点为630.5℃，密度为6.68 gcm3。常加入Al-5～8x10-2sb中间合金。添加量为0.1～0.5x10-2sb，变质温度为720～740℃，潜伏期约15～20min。它的优点是锑是长效改性剂，实际上并不会下降；容易控制锑含量，不易造成劣化不足或过度，不会增加铝液中吸杂和氧化夹杂的倾向。缺点是对冷却速度敏感，生产中常用于金属型铸造。
(4)稀土变质作用 在稀土中，EU变质能力更强，其次是La、CE、PR、Nd和re。高纯合金含有稀有土0.03～0.05x10-2，可以很好的改性，改性结构类似于钠。 生产时应加入中间合金或纯稀土，La的量为0.2～0.4%，re多至1%，变质温度为720～740℃。 稀土元素变质作用的优点是长期作用，微量稀土α（Al）的溶解起到固溶强化作用。 缺点是不适用于缓冷铝铸件，改质后必须补充固溶处理。 本文对ZL104合金进行了钠盐改性剂和锶改性剂的改性试验，分析了产生不足的原因。
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