[发明专利]铝锆中间合金内初生Al3Zr相溶解程度的检测方法

说明书

一种铝锆中间合金内初生Al₃Zr相溶解程度的检测方法，属于合金材料领域，具体包括：将工业纯铝或高纯铝进行熔化，在700～750℃条件下加入Al‑Zr中间合金，然后对熔体进行保温，在不同保温时间时，取铝熔体浇铸到一定冷却速率的铸模中，再在铸锭的同一位置进行取样，经粗磨、精磨后用电导率测试仪对试样进行电导率测量，根据所测电导率结果以及所制备的标准试样电导率值之差判断中间合金中高熔点初生相的溶解程度。采用此方法可以检测Al‑Zr中间合金加入铝熔体后高熔点Al₃Zr相的溶解速度和程度，为优化添加不同Al‑Zr中间合金的铝合金熔炼工艺和Al‑Zr中间合金优劣的评价提供方便有效的方法。

技术领域

本发明属于合金材料领域，具体涉及一种铝锆中间合金内初生Al₃Zr相溶解程度的检测方法。

背景技术

Al-Zr中间合金作为向铝合金中添加各种元素的主要载体，已经被广泛的应用于铝合金的生产过程中。Al-Zr中间合金内的Zr元素与铝发生包晶反应，在中间合金的铝基体中形成高熔点的初生Al₃Zr相。Al-Zr中间中间合金加入铝熔体后低熔点的铝基体会迅速熔化，而高熔点的Al₃Zr初生相(因其熔点高)只能通过溶解扩散的方式溶入铝熔体内。这个溶解扩散过程进行的是否充分，直接影响着所添加元素在铝合熔体中的存在形式(以原子形式溶入铝熔体或以粗大残余Al₃Zr相的形式存在)。铝熔体中残存的粗大初生Al₃Zr相相在凝固过程中会保留到铝合金基体中，其不仅会影响中间合金内所添加Zr元素的有效收得率，还会破坏铝合金组织均一性，影响产品的最终性能。因此，如何评价这些初生Al₃Zr相的溶解速度和溶解进程，对于高质量铝合金熔体的生产制备以及Al-Zr中间合金质量评价至关重要。

Al-Zr中间合金中的高熔点初生Al₃Zr相加入铝熔体后只能通过溶解扩散的方式溶入铝熔体内。初生Al₃Zr相的溶解伴随着其总比例的不断减小(但由于“熔断效应”，数量可能增加) 和铝熔体内所溶解Zr元素的不断增加。仅通过金相观察残余初生相的尺寸和数量来表征高熔点初生相在铝熔体内的的溶解过程不仅费时费力，还难以准确统计。而铝熔体中所溶解元素的浓度则可以较准确的反应高熔点初生相的溶解速度，但传统成分分析方法(如光谱，化学分析等)难以有效的对残余相和溶解与铝熔体中的溶质元素进行区分，利用电子探针等方法分析铝基体中的元素固溶量同样耗时费力。因此、需要寻求一种能够快速有效表征铝基体中间合金中粗大初生相溶解进程的方法。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明提供一种铝锆中间合金内初生Al₃Zr相溶解程度的检测方法，该方法是一种Al-Zr中间合金内高熔点初生Al₃Zr相溶解进程的快速检测方法，即采用电导率测量反应初生相溶解进程的方法，在保证对初生相溶解速度检测准确性的同时，提高了检测效率，为优化添加不同Al-Zr中间合金的铝合金熔炼工艺和Al-Zr中间合金优劣的评价提供方便有效的方法。

铝锆中间合金内初生Al₃Zr相溶解程度的检测方法，包括如下步骤：

步骤1，确定标准导电率：

(1)将金属铝熔化；

(2)将Al-Zr中间合金加入熔化的金属铝液中，在目标铝合金液相线以上20～30℃，分N 组分别保温2～90min，制得N个不同保温时间目标成分铝合金溶体；其中，N≥5，N组保温时间散落分布，保温时间的最大值-保温时间的最小值≥30；

(3)将N个不同保温时间目标成分铝合金溶体，以同样的冷却速率，浇铸成N个铸锭；其中，冷却速率为10～35℃/s；