鑄錠6063鋁棒晶粒度指鑄態晶粒的大小。對于變形鋁合金而言,是指基相鋁固溶體晶粒的大小。影響鋁合金鑄錠晶粒度的因素很多,主要是:
(1)活性雜質的含量。在實際的連續鑄造條件下,鑄錠中晶核的形成總是產生于活性雜質,而不是來源于自發形核。因此,熔體中活性雜質含量愈多,則鑄錠結晶時的晶核數量也愈多,鑄錠晶粒度愈細小。但是,不同的活性雜質,形核所要求的過冷度(即雜質的活性)是不同的。其中,TiA13所需的生核過冷度小到接近于零,是目前為止所發現的鋁合金中較為有效的活性質點。它不僅可以減少柱狀晶組織的出現和細化等軸晶粒,同時也能影響柱狀晶的橫向尺寸因此,鋁合金中鈦含量的多少是決定鑄錠晶粒度變化的基本因素。一般而言,凡是采用含鈦量極低的原鋁錠配制合金時,其鑄錠易于形成柱狀晶或粗大等軸晶的組織。在工業生產中,為了有穩定而細小的晶粒,除了少數幾個有特殊要求的合金外,都毫無例外地采用各種變質劑人工加入0.02%—0.1%的鈦。應該指出,合金中加鈦過量也是無益的,這樣會促使生成粗大的金屬化合物,不僅影響制品后來的性能,而且會因聚集沉積而降低細化效果。
(2)合金成分。在G/R一定的條件下;各種合金形成濃度過冷的傾向是不一樣的。在鋁合金中,那些能顯著降低合金的液相線溫度(即m值大)、在合金中固溶量很。碖《l)的元素,在晶體生長時富集在相界面上,它們既能阻礙已有晶體的生長,又能形成較大的濃度過冷促進生核,還能使晶體的分枝形成細的縮頸,易于產生晶體增殖,因而能使鑄錠晶粒顯著細化。顯然,合金元素的細化作用與過冷參數m(l-K)Co/K有關,在濃度Co一定的前提下,m(l-K)/K值愈大,則合金產生濃度過冷的傾向愈大,細化晶粒的作用愈明顯。在鋁合金中,銅、鎂、硅、鋅、錳、鐵、鎳等元素都是程度不同的濃度過冷元素,因此,對于純鋁而言,它們都具有程度不同的晶粒細化作用,且隨濃度提高一細作用也增強。在工業生產中,我們可以看到下列現象存在:①高純鋁、工業純鋁錠,形成柱狀晶的傾向性比較大;②與純鋁相比,合金錠的晶粒度比較;③合金錠的晶粒度,隨成分濃度的增大而減小。在生產Al-Mg系合金和Al-Cu-Mg-Si系合金(如6A02、2A50、2A14)的鑄錠時,晶粒度分別隨鎂含量和銅含量的增大而細化。但是,應該指出,在實際生產條件下,由于合金中鈦雜質的突出作用,總的來講,合金中主要組元對鑄錠晶粒度的影響還是不明顯的。
(3)熔體過熱溫度。對于所有變形鋁合金,當其他條件相同時,熔體過熱溫度愈高,則鑄錠形成柱狀晶和粗大等軸晶的傾向愈大。熔體過熱溫度對晶粒度的影響可從兩方面來說明:一是過熱溫度愈高,雜質的去活作用愈強,熔體中可作為非自發晶核的數目愈少;二是熔體過熱溫度愈高,結晶前沿液體中的溫度梯度愈陡,使形成濃度過冷的傾向縮小,并使過冷帶變窄,雜質質點在過冷帶停留時間變短,因而依靠原子擴散作用使雜質質點形成該合金亞微晶體即晶核的可能性變小,故鑄錠結晶時形成柱狀晶和粗大等軸晶的傾向增大。
(4)導流方式。向液穴導人熔體的方式直接影響結晶前沿各區域的溫度分布,鑄錠的晶粒大小和形狀與這種溫度分布相適應。顯然,直接向結晶前沿處供給過熱金屬,便可以在該處有柱狀晶組織。比如,將過熱熔體以集中液流導入鑄錠中部,便會促使鑄錠中有柱狀晶組織,液流偏斜亦導致主要柱狀晶區偏移。液流的這種影響,一是過熱液流減小了結晶前沿處的過冷,使可以作為非自發晶核的有效質點數減;二是新的熱的液流的不斷補充,使結晶前沿既不能建立濃度梯度,又使溫度梯度變得很陡,因而不能產生濃度過冷,過冷帶也變得很窄,即在結晶前沿前方的液體中很難生核,故導致柱狀晶甚至羽毛晶的生成。在實際生產中,導流方式主要借助分配漏斗控制,因此漏斗的類型、大小、安放位置、偏斜程度、沉人深度、流眼的孔數、大小和分布、堵塞情況等都將影響到鑄錠的結晶組織,應引起足夠重視。
(5)熔體相對結晶面運動。鑄錠結晶期間,采用攪拌或振動等方法加強液穴內熔體相對于結晶面的運動,將有利于獲得細小的等軸晶。這是因為:一方面,這種運動增強了熔體和冷凝殼之間的熱交換強度,使液穴中熔體溫度降低,結晶前沿液體中溫度梯度變得平緩,過冷帶變寬,因而,使成核質點的數目增加。另一方面,這種運動促使結晶面的晶體脫落、熔斷和破碎,增加了固有晶核數目,從而獲得細小的等軸晶。http://www.avnetnews.net/news/63.html 鋁合金錠