op10乳化剂变质

您要问的是op10乳化剂变质怎么回事？过期时间，不适当的存储条件。

1、过期时间：op10乳化剂在生产过程中会添加保质期，超过保质期未使用，成分会发生变化，导致变质。

2、不适当的存储条件：op10乳化剂对环境条件比较敏感，在高温存的储条件会让乳化剂中的成分发生化学反应，引起变质。

变质处理就是向金属液体中加入一些细小的形核剂（又称为孕育剂或变质剂），使它在金属液中形成大量分散的人工制造的非自发晶核，从而获得细小的铸造晶粒，达到提高材料性能的目的。

孕育处理是指在凝固过程中，向液态金属中添加少量其它物质，促进形核、抑制生长，达到细化晶粒的目的。

习惯上，向铸铁中加入添加剂称为孕育处理；向有色合金中加入添加剂则称变质处理。 从本质上说，孕育处理主要影响形核和促进晶粒游离；而变质处理则是改变晶体的生长机理（抑制长大），从而影响晶体形貌。

变质处理的作用：

有意地向液态金属中加入某些变质剂,以细化晶粒和改善组织,达到提高材料性能的目的，减少避免造成的浪费。

孕育处理的作用：

铸铁孕育处理所用的孕育剂，加入量很少，对铸铁的化学成分影响甚小，对其显微组织的影响却很大，因而能改善灰铸铁的力学性能，对其物理性能也有明显的影响。良好的孕育处理有以下作用：

◆消除或减轻白口倾向；

◆避免出现过冷组织；

◆减轻铸铁件的壁厚敏感性，使铸件薄、厚截面处显微组织的差别小，硬度差别也小；

◆有利于共晶团生核，使共晶团数增多；

◆使铸铁中石墨的形态主要是细小而且均匀分布的A型石墨，从而改善铸铁的力学性能。

孕育良好的铸铁流动性较好，铸件的收缩减少、加工性能改善、残留应力减少。

各种元素在铝合金中的作用（包括害处）：

　1合金元素影响

　　铜元素

　　铝铜合金富铝部分548时，铜在铝中的最大溶解度为 565%,温度降到302时，铜的溶解度为045%。铜是重要的合金元素，有一定的固溶强化效果，此外时效析出的CuAl2有着明显的时效强化效果。 铝合金中铜含量通常在25% ~ 5%，铜含量在4%~68%时强化效果最好，所以大部分硬铝合金的含铜量处于这范围。

　　铝铜合金中可以含有较少的硅、镁、锰、铬、锌、铁等元素。

　　硅元素

　　Al—Si合金系富铝部分在共晶温度577 时，硅在 固溶体中的最大溶解度为165%。尽管溶解度随温度降低而减少，介这类合金一般是不能热处理强化的。铝硅合金具有极好 的铸造性能和抗蚀性。

　　若镁和硅同时加入铝中形成铝镁硅系合金，强化相为MgSi。镁和硅的质量比为173:1。设计Al-Mg-Si系合金成分时，基体上按此比例配置镁和硅 的含量。有的Al-Mg-Si合金，为了提高强度，加入适量的铜，同时加入适量的铬以抵消铜对抗蚀性的不利影响。

　　Al-Mg2Si合金系合金平衡相图富铝部分Mg2Si 在铝中的最大溶解度为185%，且随温度的降低而减速小。

　　变形铝合金中，硅单独加入铝中只限于焊接材料，硅加入铝中亦有一定的强化作用。

　　镁元素

　　Al-Mg合金系平衡相图富铝部分尽管溶解度曲线表明，镁在铝中的溶解度随温度下降而大大地变小，但是在 大部分工业用变形铝合金中，镁的含量均小于6%，而硅含量也低，这类合金是不能热处理强化的，但是可焊性良好，抗蚀性也好，并有中等强度。

　　镁对铝的强化是明显的，每增加1%镁，抗拉强度大约升高瞻远34MPa。如果加入1%以下 的锰，可能补充强化作用。因此加锰后可降低镁含量，同时可降低热裂倾向，另外锰还可以使Mg5Al8化合物均匀沉淀，改善抗蚀性和焊接性能。

　　锰元素

　　Al-Mn合金系平平衡相图部分在共晶温度658时，锰在 固溶体中的最大溶解度为182%。合金强度随溶解度增加不断增加，锰含量为08%时，延伸率达最大值。Al-Mn合金是非时效硬化合金， 即不可热处理强化。

　　锰能阻止铝合金的再结晶过程，提高再结晶温度，并能显著细化再结晶晶粒。再结晶晶粒的细化 主要是通过MnAl6化合物弥散质点对再结晶晶粒长大起阻碍作用。MnAl6的另一作用是能溶解杂质铁，形成（Fe、Mn）Al6，减小铁的有害影响。

　　锰是铝合金的重要元素，可以单独加入形成Al-Mn二元合金，更多的是和其它合金元素一同加入，因此大多铝合金中均含有锰。

　　锌元素

　　Al-Zn合金系平衡相图富铝部分275时锌在铝中的溶解度为316%，而在125时其溶解度则下降到56%。

　　锌单独加入铝中，在变形条件下对铝合金强度的提高十分有限，同时存在应力腐蚀开裂、倾向，因而限制了它的应用。

　　在铝中同时加入锌和镁，形成强化相Mg/Zn2，对合金产生明显的强化作用。Mg/Zn2含量 从05%提高到12%时，可明显增加抗拉强度和屈服强度。镁的含量超过形成Mg/Zn2相所需超硬铝合金中，锌和镁的比例控制在27左右时，应力腐蚀 开裂抗力最大。

　　如在Al-Zn-Mg基础上加入铜元素，形成Al-Zn-Mg-Cu系合金，基强化效果在所有铝合金中最大，也是航天、航空工业、电力工业上的重要的铝合金材料。

　　2微量元素的影响

　　铁和硅

　　铁在Al-Cu-Mg-Ni-Fe系锻铝合金中，硅在Al-Mg-Si系锻铝中和在Al-Si系焊条及铝硅铸造合金中，均作为合金元素加的，在基它铝合金 中，硅和铁是常见的杂质元素，对合金性能有明显的影响。它们主要以FeCl3和游离硅存在。在硅大于铁时，形成β-FeSiAl3(或 Fe2Si2Al9)相，而铁大于硅时，形成α-Fe2SiAl8(或Fe3Si2Al12)。当铁和硅比例不当时，会引起铸件产生裂纹，铸铝中铁含量过 高时会使铸件产生脆性。

　　钛和硼

　　钛是铝合金中常用的添加元素，以Al-Ti或Al-Ti-B中间合金形式加入。钛与铝形成 TiAl2相，成为结晶时的非自发核心，起细化铸造组织和焊缝组织的作用。Al-Ti系合金产生包反应时，钛的临界含量约为015%，如果有硼存在则减 速小到001%。

　　铬

　　铬在Al-Mg-Si系、Al-Mg-Zn系、Al-Mg系合金中常见的添加元素。600℃时，铬在铝中溶解度为08%，室温时基本上不溶解。

　　铬在铝中形成（CrFe）Al7和（CrMn）Al12等金属间化合物，阻碍再结晶的形核和长大过程，对合金有一定的强化作用，还能改善合金韧性和降低应力腐蚀开裂敏感性。但会场增加淬火敏感性，使阳极氧化膜呈**。

　　铬在铝合金中的添加量一般不超过035%，并随合金中过渡元素的增加而降低。

　　锶

　　锶是表面活性元素，在结晶学上锶能改变金属间 化合物相的行为。因此用锶元素进行变质处理能改善合金的塑性加工性和最终产品质量。由于锶的变质有效时间长、效果和再现性好等优点，近年来在Al-Si铸 造合金中取代了钠的使用。对挤压用铝合金中加入0015%~003%锶，使铸锭中β-AlFeSi相变成汉字形α-AlFeSi相，减少了铸锭均匀化 时间60%~70%，提高材料力学性能和塑性加工性；改善制品表面粗糙度。对于高硅（10%~13%）变形铝合金中加入002%~007%锶元素，可 使初晶减少至最低限度，力学性能也显著提高，抗拉强度бb 由233MPa提高到236MPa，屈服强度б02由204MPa提 高到210MPa，延伸率б5由9%增至12%。在过共晶Al-Si合金中加入锶，能减小初晶硅粒子尺寸，改善塑性加工性能，可顺利地热轧和冷轧。

　　锆元素

　　锆也是铝合金的常用添加剂。一般在铝合金中加入量为01%~03%，锆和铝 形成ZrAl3化合物，可阻碍再结晶过程，细化再结晶晶粒。锆亦能细化铸造组织，但比钛的效果小。有锆 存在时，会降低钛和硼细化晶粒的效果。 在Al-Zn-Mg-Cu系合金中，由于锆对淬火敏感性的影响比铬和锰的小，因此宜用锆来代替铬和锰细化再结晶组织。

　　杂质元素

　　稀土元素加入铝合金中，使铝合金熔铸时增加成分过冷，细化晶粒，减少二次晶间距，减少合金中的气体和夹杂，并使夹杂相趋于球化。还可降低熔体表面张力，增加流动性，有利于浇注成锭，对工艺性能有着明显的影响。各种稀土加入量约为01%at%为好。混合稀土（La-Ce-Pr-Nd等混合）的添加，使Al-065%Mg-061%Si合金时效GP区形成的临界温度降低。含镁的铝合金，能激发稀土元素的变质作用。

　　3杂质元素的影响

　　钒在铝合金中形成VAl11难熔化合物，在熔铸过程中起细化晶粒作用，但比钛和锆的作用小。钒也有细化再结晶组织、提高再结晶温度的作用。

　　钙在铝合金中固溶度极低，与铝形成CaAl4化合物，钙又是铝合金的超塑性元素，大约5%钙和5%锰的铝合金具有超塑性。钙和硅形成CaSi，不溶于铝， 由于减小了硅的固溶量，可稍微提高工业纯铝的导电性能。钙能改善铝合金切削性能。CaSi2不能使铝合金热处理强化。微量钙有利于去除铝液中的氢。

　　铅、锡、铋元素是低熔点金属，它们在铝中固溶度不大，略降低合金强度，但能改善切削性能。铋在凝固过程中膨胀，对补缩有利。高镁合金中加入铋可防止钠脆。

　　锑主要用作铸造铝合金中的变质剂，变形铝合金很少使用。仅在Al-Mg变形铝合金中代替铋防止钠脆。锑元素加入某些Al-Zn-Mg-Cu系合金中，改善热压与冷压工艺性能。

　　铍在变形铝合金中可改善氧化膜的结构，减少熔铸时的烧损和夹杂。铍是有毒元素，能使人产生过敏性中毒。因此，接触食品和饮料的铝合金中不能含有铍。焊接材料中的铍含量通常控制在8μg/ml以下。用作焊接基体的铝合金也应控制铍的含量。

　　钠在铝中几乎不溶解，最大固溶度小于00025%，钠的熔点低（978℃）,合金中存在钠时，在凝固过程中吸附在枝晶表面或晶界，热加工时，晶界上的 钠形成液态吸附层，产生脆性开裂时，形成NaAlSi化合物，无游离钠存在，不产生“钠脆”。当镁含量超2%时，镁夺取硅，析出游离钠，产生“钠脆”。因 此高镁铝合金不允许使用钠盐熔剂。防止“钠脆”的方法有氯化法，使钠形成NaCl排入渣中，加铋使之生成Na2Bi进入金属基体；加锑生成Na3Sb或加 入稀土亦可起到相同的作用。

金属钠的物理性质如下：

1、钠是一种银白色的立方体结构金属，钠质软而轻，可以用小刀切割，密度为0968g/cm3，具有抗腐蚀性。其熔点为9772℃，沸点为883℃。钠在空气中易氧化转变为暗灰色。钠单质具有良好的延展性，能溶于汞和液态氨，溶于液氨形成蓝色溶液。钠具有较好的导磁性，是热和电的良导体。

2、钠在周期表中位于第3周期、第ⅠA族，是碱金属元素的代表。钠元素以盐的形式广泛的分布于陆地和海洋中，钠也是人体肌肉组织和神经组织中的重要成分之一。　钠的化学性质很活泼，常温和加热时分别与氧气化合，和水剧烈反应，量大时发生爆炸。钠还能在二氧化碳中燃烧，和低元醇反应产生氢气，和电离能力很弱的液氨也能反应。

钠对人体作用及用途如下：

1、稳定血压：钠是人体内重要的电解质，是细胞外液主要的阳离子，是维持细胞外液晶体渗透压和容量的重要因素。当钠离子增多时，血容量可以增加，反之则减少，对维持血压稳定有重要意义。

2、调解体液平衡：血浆中的缓冲碱主要是碳酸氢钠，常随钠量的增减而升降，因此钠离子对体液酸碱平衡的调节也具有一定的作用。

3、其他作用：维持神经肌肉的兴奋性，构成钠泵，维持细胞内外钠钾离子平衡等。

当体内钠缺乏时病人可以出现意识淡漠、周身无力、恶心、呕吐、血压下降、肌肉痉挛等表现，当钠水平过高时病人可以出现幻觉、谵妄、口渴、少尿等症状。

4、金属钠作为还原剂用于制取钛、锆和钽等金属 。在铸造业中，用作铝-硅合金变质剂，使合金晶体内的硅成为细小的纤维结构，提高合金强度和塑性 。在化学工业中，用于制备靛蓝染料、磷酸三甲苯酯、脂肪醇、硼氢化钠、叠氮化钠、甲醇钠、乙醇钠、过氧化钠、氢化钠和氨基钠等化工产品 。

锆 锆 拼音:gào 繁体字:锆

部首:钅,部外笔画:7,总笔画:12 ; 繁体部首:金,部外笔画:7,总笔画:15

五笔86&98:QTFK 仓颉:XCHGR

笔顺编号:311153121251 四角号码:84761 UniCode:CJK 统一汉字 U+9506

基本字义

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● 锆

（锆）

gàoㄍㄠˋ

◎ 一种金属元素，应用于原子能工业和在高温高压下用作耐蚀化工材料等。

汉英互译

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◎ 锆

zirconium

English

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◎ zirconium

元素名称：锆

元素符号：Zr

元素英文名称：

元素类型：金属元素

原子体积:(立方厘米/摩尔)

41

元素在太阳中的含量:(ppm)

004

元素在海水中的含量:(ppm)

0000009

地壳中含量：（ppm）

190

相对原子质量：9122

原子序数：40

质子数：40

中子数：51

同位素:

摩尔质量：91

原子半径：

所属周期：5

所属族数：IVB

电子层排布： 2-8-18-10-2

氧化态：

Main Zr+4

Other Zr0, Zr+1, Zr+2, Zr+3

晶体结构：晶胞为六方晶胞。

晶胞参数：

a = 3232 pm

b = 3232 pm

c = 5147 pm

α = 90°

β = 90°

γ = 120°

莫氏硬度：5

声音在其中的传播速率：（m/S）

3800

电离能 (kJ /mol)

M - M+ 660

M+ - M2+ 1267

M2+ - M3+ 2218

M3+ - M4+ 3313

M4+ - M5+ 7860

M5+ - M6+ 9500

M6+ - M7+ 11200

M7+ - M8+ 13800

M8+ - M9+ 15700

M9+ - M10+ 17500

常见化合价：+2,+3

单质：Zr

单质化学符号：Zr

颜色和状态：

密度：

熔点：

沸点：

发现人：克拉普罗德 发现年代：1789年

发现过程：

1789年，德国的克拉普罗德，在分析锡兰锆时，发现了锆土。

元素描述：

元素英文名称：Zirconium

相对原子质量：9122

核内质子数：40

核外电子数：40

核电核数：40

质子质量：6692E-26

质子相对质量：4028

所属周期：5

所属族数：IVB

摩尔质量：91

氢化物：ZrH4

氧化物：ZrO2

最高价氧化物化学式：ZrO2

密度：649

熔点：18520

沸点：43770

外围电子排布：4d2 5s2

核外电子排布：2,8,18,10,2

颜色和状态：钢灰色金属

原子半径：216

常见化合价：+2,+3,+4

高熔点金属之一，呈浅灰色。密度649克/厘米3。熔点1852±2℃，沸点4377℃。化合价+2、+3和+4。第一电离能684电子伏特。锆的表面易形成一层氧化膜，具有光泽，故外观与钢相似。有耐腐蚀性，不溶于氢氟酸和王水；高温时，可与非金属元素和许多金属元素反应，生成固体溶液化合物。

元素来源：

四氧化锆用镁还原可制得。

元素用途：锆的热中子俘获截面小，有突出的核性能，是发展原子能工业不可缺少的材料，可作反应堆芯结构材料。锆粉在空气中易燃烧，可作引爆雷管及无烟火药。锆可用于优质钢脱氧去硫的添加剂，也是装甲钢、大炮用钢、不锈钢及耐热钢的组元。锆是镁合金的重要合金元素，能提高镁合抗拉强度和加工性能。锆还是铝镁合金的变质剂，能细化晶粒。二氧化锆和锆英石是耐火材料中最有价值的化合物。二氧化锆是新型陶瓷的主要材料，不可用作抗高温氧化的加热材料。二氧化锆可作耐酸搪瓷、玻璃的添加剂，能显著提高玻璃的弹性、化学稳定性及耐热性。锆英石的光反射性能强、热稳定性好，在陶瓷和玻璃中可作遮光剂使用。锆在加热时能大量地吸收氧、氢、氨等气体，是理想的吸气剂，如电子管中用锆粉作除气剂，用锆丝锆片作栅极支架、阳极支架等。

粉末状铁与硝酸锆混合，可作闪光粉。金属锆几乎全部用作核反应堆中铀燃料元件的包壳。也用来制造照相用的闪光灯，以及耐腐蚀的容器和管道，特别是能耐盐酸和硫酸。锆的化学药品可作聚合物的交联剂。

元素辅助资料：

含锆的天然硅酸盐矿石被成为锆石（zircon）或风信子石（hyacinth），广泛分布在自然界中。由于它们美丽的颜色，自古以来被称为宝石。化学家很早就对锆石进行了分析，认为是含有硅、铝、钙和铁的氧化物。1789年，德国化学家克拉普罗特发表研究来自斯里兰卡锆石的报告中提到他发现了一种未知的独特而简单物质的氧化物，并提议称之为Zirconerde（锆土——氧化锆）。不久，法国化学家德毛沃和沃克兰两人都证实克拉普罗特的分析是正确的。Zirconerde的存在被肯定，元素得到zirconnium的命名，元素符号为Zr。

克拉普罗特最初研究锆的硅酸盐实验操作一直到今天仍是工业上提取锆的基础。但一直到1914年，荷兰一家金属白热电灯制造厂的两位研究人员列里和汉保格将四氯化锆和金属钠作用，取得纯金属锆。

锆一般被认为是稀有金属，其实它在地壳中的含量相当大，比一般的常用的金属锌、铜、锡等都大。

锆的产量：

锆产品的主要原料是锆英砂，全球90％的氧氯化锆(初级产品)的生产能力在中国。目前，国内锆的加工能力12万吨/年，实际产量在8万吨/年，85％以上出口，目前全球锆市场供不应求，目前锆的价格大约每吨12000元，而且价格仍在不断上涨。

金属锆的外表象钢，常温下表面被致密的氧化物层覆盖，但仍有金属光泽。粉状锆为暗灰色。金属锆的熔点为1852℃，密度649克／厘米3。其可塑性好，易于加工成板、丝等。锆在加热时能大量地吸收氧、氢、氮等气体，可用作贮氢材料。锆的耐蚀性比钛好，接近铌、钽。锆与铪是化学性质历史学相似、又共生在一起的两个金属，且含有放射性物质。地壳中锆的含量居第20位，几乎与铬相等。目前，自然界中具有工业价值的含锆矿物，主要有锆英石及斜锆石。锆虽为稀有金属，但在地壳中含量却超过铜、锡、锌等。

铝合金熔炼过程如下：

　　装炉→熔化（加铜、锌、硅等）→扒渣→加镁、铍等→搅拌→取样→调整成分→搅拌→精炼→扒渣→转炉→精炼变质及静置→铸造。

　　装炉 正确的装炉方法对减少金属的烧损及缩短熔炼时间很重要。对于反射炉，炉底铺一层铝锭，放入易烧损料，再压上铝锭。熔点较低的回炉料装上层，使它最早熔化，流下将下面的易烧损料覆盖，从而减少烧损。各种炉料应均匀平坦分布。

　　熔化 熔化过程及熔炼速度对铝锭质量有重要影响。当炉料加热至软化下榻时应适当覆盖熔剂，熔化过程中应注意防止过热，炉料熔化液面呈水平之后，应适当搅动熔体使温度一致，同时也利于加速熔化。熔炼时间过长不仅降低炉子生产效率，而且使熔体含气量增加，因此当熔炼时间超长时应对熔体进行二次精炼。

　　扒渣 当炉料全部熔化到熔炼温度时即可扒渣。扒渣前应先撒入粉状熔剂（对高镁合金应撒入无钠熔剂）。扒渣应尽量彻底，因为有浮渣存在时易污染金属并增加熔体的含气量。

　　加镁与加铍 扒渣后，即可向熔体中加入镁锭，同时应加熔剂进行覆盖。对于高镁合金，为防止镁烧损，应加入0002%～002%的铍。铍可利用金属还原法从铍氟酸钠中获得，铍氟酸钠是与熔剂混合加入。

　　搅拌 在取样之前和调整成分之后应有足够的时间进行搅拌。搅拌要平稳，不破坏熔体表面氧化膜。

　　取样 熔体经充分搅拌后，应立即取样，进行炉前分析。

　　调整成分 当成分不符合标准要求时，应进行补料或冲淡。

　　熔体的转炉 成分调整后，当熔体温度符合要求时，扒出表面浮渣，即可转炉。

　　熔体的精炼 变质成分不同，净化变质方法也各有不同。

　　3成分调整

　　在熔炼过程中，金属中各元素均由于它们自身的氧化而减少，它们被氧化程度的多少，不仅与本身对氧的亲和力的大小有关之外，还与该元素在液体合金中的浓度（活度）、生成氧化物的性质、以及所处的温度等因素有关。一般来说，对氧亲和力较大的元素损失多些，铝、镁、硼、钛和锆等对氧亲和力很强；碳、硅、锰等其次；铁、钴、镍、铜及铅等较弱。所以，在熔炼合金中对氧亲和力较强的元素，将要被“优先氧化”而造成过多的损耗；相反，那些对氧亲和力较弱的元素，则能相对的受到“保护”而损耗少些。

　　通过熔炼后，合金化学成分中某元素因氧化损耗而使其含量增加或降低，应视该元素与基体金属元素的相对损耗而定。相对损耗多的元素其含量将降低，称为“烧损”；相对损耗少的元素，含量将增加，可称“烧增”；为能正确控制熔体的化学成分，在选配金属炉料时，应考虑到熔炼后的变化，在各元素加入量上进行相应的补偿。

　　在实际的熔炼中，合金中元素的烧损程度，还受原材料品质、熔剂及炉渣、操作技术、特别是生成氧化物的性质的影响。

　　4熔炼过程中气体和氧化物的防止

　　前面已经谈到，铝液中气体及氧化夹杂的主要来源是H2O，而H2O则是从搅入铝液的表面氧化膜上、炉料表面（特别是受潮气腐蚀的炉料）、熔化浇注工具以及精炼剂、变质剂中带入铝液。而搅入铝液的氧化膜以及夹杂物较多的低品级炉料（如溅渣、碎块重熔锭）将在铝液中形成氧化物夹杂物。为此，应从熔炼浇注过程中注意下列各点:

　　①坩锅和熔化浇注工具

　　使用前应仔细地除去粘附在表面的铁锈、氧化渣、旧涂料层等脏物，然后涂上新涂料，预热烘干后方可使用。熔化浇注工具和转运铝液的坩锅在使用前均应充分预热。

　　②炉料

　　炉料在使用前应保存在干燥处，如炉料已经受潮气腐蚀则在配料前进行吹砂以除去表面腐蚀层。回炉料表面常常粘附砂子（SiO2），部分SiO2和铝液会发生下列反应：

　　4 Al ＋ 3 SiO2 → 2 Al2O3 ＋ 3 Si

　　所生成的Al2O3及剩余SiO2均在铝液中形成氧化夹杂，故在加这类料前也应经吹砂后使用。由切屑、溅渣等重熔铸成锭的三级回炉料中常含有较多氧化夹杂物及气体，故其使用量应受到严格的限制，一般不超过炉料总量的15%，对重要铸件则应完全不用。炉料表面也不应有油污、切削冷却液等物，因为各种油脂都是具有复杂结构的碳氢化合物，油脂受热而带入氢。

　　炉料在加入铝液时必须预热至150～180℃以上，预热的目的一方面时是为了安全，防止铝液与凝结在冷炉料表面上的水分相遇而发生爆炸事故；另一方面是为防止将气体和夹杂物带入铝液。

　　③精炼剂、变质剂

　　因其中有些组元很易吸收大气中的水分而潮解，有些则本身含有结晶水。因此，在使用前应经充分烘干，某些物质如ZnCl2则需经重熔去水份后方能

　　铝合金的变质处理　　变质处理指的是向金属液内添加少量物质，促进金属液生核或改变晶体生长过程的方法。而铝合金制造过程中变质处理是必不可少的工艺，加入不同的变质剂对合金的工艺性能有着不同的影响。　铝合金的制备主要有铸造和压力变形两种。铝合金制造过程中的缺陷有氧化夹渣、气孔气泡、缩松疏松、裂纹等。这些缺陷严重影响铝合金的性能，容易造成断裂和磨损。为了防止这些缺陷的产生，提高铝合金的工艺性能，加入变质剂就是一种有效的措施。变质处理的目的主要是细化晶粒、改善脆性相、改善晶粒形态和分布状况。变质处理的机理众说纷纭，主要分为两种：一是不溶性质点存在于金属液中的非均质晶核作用;二是以溶质的偏析及吸附作用。在变质剂完全溶解于金属液且不发生化学反应生成化合物的情况下，变质剂就像溶质一样，在凝固过程中，由于偏析使固/液界面前沿液体的平衡液相线温度降低，界面处成分过冷度减少，致使界面上晶体的生长受到抑制，枝晶根部出现缩颈而易于分离。同时，由于变质剂易偏析和吸附，故阻碍晶体生长的作用也加强。因此，往往只需加入少量变质剂，就能显著细化晶粒。其中，不同的变质剂所发挥的作用有所不同，常见以下几种变质剂：　　(1) 钠盐变质剂：Na元素可使共晶硅的结晶由短圆针状变为细粒状，并降低共晶　　温度，增加过冷度，细化晶粒。其细化效果，对冷的慢的砂型、石膏型铸件而言比较好，还有分散铸件(铸锭)缩窝的作用，这对要求气密性好的铸件有重要的作用。钠盐变质法的成本低，制备也比较简单，适合批量小、要求不很高的产品，但其缺点是，由于钠是化学活泼性元素，在变质处理中氧化、烧损激烈、冒白色烟雾，对人体和环境都有危害，操作也不太安全，特别是易使坩埚腐蚀损坏，它的充分变质有效时间短，一般不超过1h。钠还使Al-Mg系合金的粘性增加，恶化铸造性能，当钠量多时，还会使合金的晶粒催化，所以Al-Mg系合金和含Mg量高于2%的Al-Si合金，一般都不用钠盐变质剂来进行变质处理，以免出现所谓“钠脆”现象。　　(2) 铝锶中间合金变质剂：这是国外使用的较多的一种高效变质方法。加入量为炉　　料总重量的004-005%的Sr。其优点是变质效果比钠盐好，氧化烧损也比钠盐小，有效变质持续时间长，对坩埚的腐蚀性也比钠盐小，因而可使坩埚的　　使用寿命延长。这种变质法操作也比使用钠盐安全卫生，不产生对人体和环境有害的气体，变质效果也比钠盐好，一般有80-90%的良好变质合格率。其缺点是，成本比钠盐高，要预先配制成中间合金，没有钠盐那样的有分散铸件缩窝的作用。　　(3) 铝锑中间合金变质剂：这种方法也是用的较多的一种长效变质方法。加入量为　　炉料总重量的02-03%的Sb，可获得长效变质效果，即使到铝合金重熔，此变质效果仍起作用。其变质效果与合金的冷却速度有关，冷却速度快(如在金属型中铸造)，变质效果好;冷却速度慢(如在石膏型、砂型中铸造)，则变质效果差。但应注意，已经过钠盐或锶盐或铝锶中间合金变质过的铝合金不能再加Sb来变质，因为这样会形成Na3Sb化合物而使合金的晶粒粗大、性能变坏，从而反使钠、锶的变质效果降低。　　(4) 铝钛中间合金变质剂：其中含有4%左右的钛，钛是细化晶粒效果很好的元素，　　形成的TiAl3成为初晶α枝晶的异质结晶核种，能有效地细化晶粒和防止铸造裂纹，对易产生铸造裂纹的Al-Cu-Mg合金(如ZL207)很合适。由于钛量太多，又是通过与炉料一起熔化、扩散、融合来细化晶粒的，故其细化效果虽没有钛硼熔剂好，但仍可达到一级晶粒的效果。其次是TiAl3的密度比铝合金液大，如合金保温时间过长，就有可能沉降，凝聚成夹杂物，要严格注意。　　(5) SR813磷复合细化剂和SR814磷盐复合细化剂：这是近年开发的一种适合过　　共晶型铝硅合金的初晶Si的细化剂。因为P在铝合金液中形成AlP的微细结晶核种，细化晶粒的效果很好，有效持续孕育时间也长，但它会与Na、Sr、Sb形成化合物，降低它们对共晶硅结晶的细化效果，所以，已经使用Na、Sr、Sb作过变质处理的铝合金，不要再加P来作变质处理。　　(6) 铝钡中间合金变质剂：这是利用1-4%Ba-Al中间合金或钡盐来对铝合金液进行　　变质处理的方法。其优点是变质过程中无吸气倾向，合金经变质处理强度高，不腐蚀坩埚，也不污染环境。缺点是变质效果不如钠，变质效果受冷却速度的影响大，变质后合金的延伸率提高不多　　除了以上几种常用的变质剂，关于细化晶粒的变质剂的研究正在不断进行中。铝钛硼丝细化法是一种最先进的细化晶粒的现代科技方法。其优点是：①细化效果好，细化剂实际利用率高，使用量大大节省;②由于细化剂均匀地进入所有待细化的铝合金液，故细化后的组织均匀，无粗细晶粒交错的混晶区，从而大大提高了合金的强度和延伸率，减少了裂纹等废品;③避免了上述TiAl3和TiB2的沉降，凝集所引起的夹杂和熔炉的结瘤，减少了清炉和洗炉的工作量;④很适合长时间大批量的连续铸造;⑤实现了细化处理自动化无人化，省人省事;⑥使细化处理和合金液凝固时间大为缩短，提高了生产效率;⑦因无TiAl3和TiB2等夹杂物的沉降、凝集，使产品在阳极氧化处理后的表面质量好，特别是箔材、印刷板、激光全息膜、饮料罐和食品罐等薄或超薄铝材的最理想的细化剂。很适用作变形铝合金的晶粒细化处理。稀土变质法利用Al-RE中间合金的稀土变质法，是在铝合金液温度为720-760℃时，加入占炉料总重量的02-10%的Al-RE中间合金。其优点是它对α(Al)及共晶组织均有明显的细化效果，还兼有较好的精炼净化作用，可显著提高合金的机械性能，变质有效时间也长。缺点是当操作不当时，会使稀土氧化，烧损也较大，还可能产生高熔点的偏聚物沉降。　　要想制备优质的铝合金，变质处理就必不可少。当今使用的变质剂已经品种繁多，生产者可以根据成品的性能需求来选择经济实惠的变质剂。然而，人类对材料的性能的追求永不止步。这就说明，变质处理工艺将会更加完善、高效以及经济化。有关变质处理的研究将会成为有色金属领域的热门。

篇一：工程材料名词解释

1、抗拉强度： 是材料在破断前所能承受的最大应力。 屈服强度：是材料开始产生明显塑性变形时的最低应力。

塑性：是指材料在载荷作用下，产生永久变形而不破坏的能力

韧性：材料变形时吸收变形力的能力

硬度：硬度是衡量材料软硬程度的指标，材料表面抵抗更硬物体压入的能力。 刚度：材料抵抗弹性变形的能力。

疲劳强度：经无限次循环而不发生疲劳破坏的最大应力。 冲击韧性：材料在冲击载荷作用下抵抗破坏的能力。 断裂韧性：材料抵抗裂纹扩展的能力。

8、断裂韧性是表示材料何种性能的指标？为什么要在设计中要考虑这些指标？ 断裂韧性表示材料抵抗裂纹扩展的能力。

断裂韧性的实用意义在于：只要测出材料的断裂韧性 ，用无损探伤法确定零件中实际存在的缺陷尺寸，就可以判断零件在工作过程中有无脆性开裂的危险；测得断裂韧性和半裂纹长度后,就可以确定材料的实际承载能力。所以，断裂韧性为设计、无损伤探伤提供了定量的依据。

1、晶体：物质的质点（分子，原子或离子）在三维空间作有规律的周期性重复排列所形成的物质的晶体 非晶体：是指组成物质的质点不呈空间有规则周期性排列的的固体。 晶格：表示晶体中原子排列形式的空间格子叫做晶格

晶胞：从晶格中确定一个最基本的几何单元来表达其排列形式的特征，组成晶格的这种最基本的几何单元。叫做晶胞 晶格常数：晶胞的各边尺寸a，b，c叫做晶格常数

致密度：致密度是指晶胞中原子所占体积与该晶胞体积之比。 晶面指数：表示晶面的符号叫做晶面指数 晶向指数：表示晶向的符号叫做晶向指数

晶体的各向异性：由于晶体中不同晶面和晶向上原子的密度不同，因此在晶体上不同晶面和晶向上原子结合力就不同，从而在不同晶面和晶向上显示出不同的性能。 点缺陷:是指在晶体中形成的空位和间隙原子

面缺陷:其特征是在一个方向尺寸上很小，另外两个方向上扩展很大，也称二维缺陷，晶界、相界、孪晶界和堆垛层错都属于面缺陷。

线缺陷:晶格中一部分晶体相对另一部分晶体局部滑移，已滑移部分的交界线为位错线，即线缺陷。 亚晶界:相邻亚晶粒之间的界面称为亚晶界。

位错: 晶格中一部分晶体相对于另一部分晶体的局部滑移。已滑移部分和未滑移部分的交界线成为位错

亚晶粒：是实际金属晶体中，一个晶粒的内部，其晶格位向并不是像理想晶体那样完全一致，而是存在许多尺寸更小，位向差也很小的小晶块，它们相互镶嵌成一颗晶粒，这些小晶块称为亚晶粒。 单晶体: 当一块晶体内部位向完全一致时。我们称这块晶体为单晶体 多晶体 :由许多彼此位向不同的晶粒组成的晶体结构成为多晶体

固溶体: 当合金由液态结晶为固态时，组成元素间会像合金溶液那样相互溶解。形成一种在某种元素的晶格结构中包含有其他元素原子的新相，成为固溶体

金属间化合物: 凡是由相当程度的金属键结合，并具有明显金属特性的化合物，成为金属化合物 固溶强化：通过溶入某种溶质元素形成固溶体而使金属的强度，硬度升高的现象叫做固溶强化

结合键:是指由原子结合成分子或固体的方式和结合力的大小，结合键分为化学键和物理键两大类，化学键包括金属键、离子键和共价键；物理键即范德华力。

2、金属键，离子键，共价键及分子键结合的材料其性能有何特点？

金属键，大量自由电子，良好导电导热性，又因金属键的饱和性无方向性，结构高度对，

故有良好的延展性。 离子键，正负离子的较强电吸引，导致高硬度，高熔点，高脆性，因无自由电子，固态导电性差。 共价键，通过共用电子对实现搭桥联系，键能高，高硬度，高熔点，高介电性。 分子键，因其结合键能低，低熔点，低强度，高柔顺性。

7、为什么单晶体具有各向异性？而多晶体在一般情况下不显示各向异性？

这是因为单晶体在各个晶面和晶向上原子排列密度是有差异的，所以在晶体中不同晶面和晶向上原子结合力不同，从而在不同晶面和晶向上显示出晶体的各向异性。 而多晶体是由众多细小的晶粒所构成的集合体，各个晶粒的晶轴取向是随机分布的。这样，通常测出多晶体的性能在各个方向上表示是不同晶粒的平均性能，所以不显示各向异性的。

12、固溶体可分为几种类型？形成固溶体后对合金的性能有什么影响？为什么？ 两种。置换型和间隙型。

形成固溶体后，由于溶质原子造成的晶格畸变，固溶体会产生所谓固溶强化现象，即强度、硬度上升，塑性、韧性下降。

电阻率逐渐升高，导电性逐渐下降，磁矫顽力升高等等。 固溶强化的产生是由于溶质原子融入后，要引起溶剂金属的晶格产生畸变，进而使位错移动时所收到的阻力增大的缘故。

1、解释下列名词的涵义：

过冷度，晶核形核率N，生长速率G，凝固，结晶，自由能差△F；变质处理，变质剂；合金，组元，相，相图；机械混合物；枝晶偏析，比重偏析，相组成物，组织组成物；平衡状态，平衡相。 答：过冷度：实际结晶温度与理论结晶温度之间的温度差叫过冷度；

晶核形核率N：单位时间，单位体积液态金属中生成的晶核数目（晶核形核数目∕s·mm3）； 生长速率G：表示晶核形成过程和晶体生长过程的快慢(单位时间内晶核长大的线长度mm∕s）； 凝固：物质从液态到固态的转变过程统称为凝固； 结晶：通过凝固形成晶体结构，可称为结晶；

自由能：物质中能够自动向外界释放出其多余的或能够对外做功的这一部分能量叫做自由能； 自由能差△F；液体结晶时，其温度低于理论结晶温度，造成液体与晶体间的自由能差（△F=F液-F晶）

变质处理：在液态金属结晶前，加入一些细小的变质剂使金属结晶时的晶核形核率N增加或生长速率G降低，这种细化晶粒的方法，称为变质处理；

变质剂：能够使物质变质的其它物质叫做变质剂

合金：合金是指由两种或两种以上的金属元素或金属与非金属元素经一定方法所组成的具有金属特性的物质；

组元：通常把组成合金的最简单、最基本、能够独立存在的物质称为组元；

相：指在没有外力作用下，物理、化学性质完全相同，成分相同的均匀物质的聚焦态。 相图：用来表示合金系中各个合金的结晶过程的简明图解称为相图，又称状态图或平衡图。 机械混合物：通过共晶或共析反应形成的混合物叫机械混合物。

枝晶偏析：固溶体的结晶一般是按树枝状方式成长的，这就使先结晶的枝干成分与后结晶的分枝成分不同，由于这种偏析呈树枝状分布，故又称枝晶偏析；

比重偏析：亚共晶或过共晶合金结晶时，若初晶的比重与剩余液相的比重相差很大时，则比重小的初晶将上浮，比重大的初晶将下沉。这种由于比重不同而引起的偏析，称为比重偏析或区域偏析；

相组成物：有三种，铁素体，奥氏体，渗碳体；

组织：通常把在镜像显微镜下观察到的具有某种形貌或形态特征的部分，称为组织； 组织组成物：由相组成物组成的物质，也可以是单一相够成。 平衡状态物质达到的一种稳定的状态。：

平衡相：指在合金系中，达到平衡状态时，相对质量和相的浓度不再改变的参与或相变过程的各相。

2、金属结晶的基本规律是什么？晶核的形核率和生长速率受到哪些因素的影响？ 答：金属洁净的基本规律是形核与长大。

受到过冷度的影响，随着过冷度的增大，晶核的形核率和成长率都增大，但形成率的增长率比成长率的增长快；同时外来难溶杂质以及振动和搅拌的方法也会增大形核率。

3、在铸造生产中，采取哪些措施控制晶粒大小？如果其他条件相同，试比较在下列铸造条件下，铸件晶粒的大小。

（1）、金属模浇注和砂模浇注； （2）、高温浇注与低温浇注； （3）。浇注时采用震动与不采用震动； 答：铸造生产中，控制晶粒大小的措施有：1）、增加过冷度，2）、孕育处理（变质处理），3）、附加振动等。

（1）金属模铸件晶粒小， （2）低温浇注的晶粒小， （3）采用振动的晶粒小。