[發明專利]鋁鋯中間合金內初生Al3Zr相溶解程度的檢測方法

有效

• 申請號: 201710022901.4
• 申請日: 2017-01-12
• 公開（公告）號: CN106872783B
• 公開（公告）日: 2019-10-11
• 發明（設計）人: 朱慶豐;李飛;趙志浩;左玉波;王嘉;王高松;崔建忠
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: G01R27/04
• 分類號: G01R27/04;C22C1/03;C22C21/00
• 代理公司: 沈陽東大知識產權代理有限公司 21109
• 代理人: 李珉

一種鋁鋯中間合金內初生Al₃Zr相溶解程度的檢測方法，屬于合金材料領域，具體包括：將工業純鋁或高純鋁進行熔化，在700～750℃條件下加入Al?Zr中間合金，然后對熔體進行保溫，在不同保溫時間時，取鋁熔體澆鑄到一定冷卻速率的鑄模中，再在鑄錠的同一位置進行取樣，經粗磨、精磨后用電導率測試儀對試樣進行電導率測量，根據所測電導率結果以及所制備的標準試樣電導率值之差判斷中間合金中高熔點初生相的溶解程度。采用此方法可以檢測Al?Zr中間合金加入鋁熔體后高熔點Al₃Zr相的溶解速度和程度，為優化添加不同Al?Zr中間合金的鋁合金熔煉工藝和Al?Zr中間合金優劣的評價提供方便有效的方法。

技術領域

本發明屬于合金材料領域，具體涉及一種鋁鋯中間合金內初生Al₃Zr相溶解程度的檢測方法。

背景技術

Al-Zr中間合金作為向鋁合金中添加各種元素的主要載體，已經被廣泛的應用于鋁合金的生產過程中。Al-Zr中間合金內的Zr元素與鋁發生包晶反應，在中間合金的鋁基體中形成高熔點的初生Al₃Zr相。Al-Zr中間中間合金加入鋁熔體后低熔點的鋁基體會迅速熔化，而高熔點的Al₃Zr初生相(因其熔點高)只能通過溶解擴散的方式溶入鋁熔體內。這個溶解擴散過程進行的是否充分，直接影響著所添加元素在鋁合熔體中的存在形式(以原子形式溶入鋁熔體或以粗大殘余Al₃Zr相的形式存在)。鋁熔體中殘存的粗大初生Al₃Zr相相在凝固過程中會保留到鋁合金基體中，其不僅會影響中間合金內所添加Zr元素的有效收得率，還會破壞鋁合金組織均一性，影響產品的最終性能。因此，如何評價這些初生Al₃Zr相的溶解速度和溶解進程，對于高質量鋁合金熔體的生產制備以及Al-Zr中間合金質量評價至關重要。

Al-Zr中間合金中的高熔點初生Al₃Zr相加入鋁熔體后只能通過溶解擴散的方式溶入鋁熔體內。初生Al₃Zr相的溶解伴隨著其總比例的不斷減小(但由于“熔斷效應”，數量可能增加) 和鋁熔體內所溶解Zr元素的不斷增加。僅通過金相觀察殘余初生相的尺寸和數量來表征高熔點初生相在鋁熔體內的的溶解過程不僅費時費力，還難以準確統計。而鋁熔體中所溶解元素的濃度則可以較準確的反應高熔點初生相的溶解速度，但傳統成分分析方法(如光譜，化學分析等)難以有效的對殘余相和溶解與鋁熔體中的溶質元素進行區分，利用電子探針等方法分析鋁基體中的元素固溶量同樣耗時費力。因此、需要尋求一種能夠快速有效表征鋁基體中間合金中粗大初生相溶解進程的方法。

發明內容

針對現有技術存在的不足，本發明提供一種鋁鋯中間合金內初生Al₃Zr相溶解程度的檢測方法，該方法是一種Al-Zr中間合金內高熔點初生Al₃Zr相溶解進程的快速檢測方法，即采用電導率測量反應初生相溶解進程的方法，在保證對初生相溶解速度檢測準確性的同時，提高了檢測效率，為優化添加不同Al-Zr中間合金的鋁合金熔煉工藝和Al-Zr中間合金優劣的評價提供方便有效的方法。

鋁鋯中間合金內初生Al₃Zr相溶解程度的檢測方法，包括如下步驟：

步驟1，確定標準導電率：

(1)將金屬鋁熔化；

(2)將Al-Zr中間合金加入熔化的金屬鋁液中，在目標鋁合金液相線以上20～30℃，分N 組分別保溫2～90min，制得N個不同保溫時間目標成分鋁合金溶體；其中，N≥5，N組保溫時間散落分布，保溫時間的最大值-保溫時間的最小值≥30；

(3)將N個不同保溫時間目標成分鋁合金溶體，以同樣的冷卻速率，澆鑄成N個鑄錠；其中，冷卻速率為10～35℃/s；