晶粒粗大的原因

根据粗晶环出现的时间，可将其分为两类:

第一类是在挤压过程中即已形成的粗晶环，这类粗晶环形成的原因是由于模子形状约束与外摩擦的作用造成金属流动不均匀，外层金属所承受的变形程度比内层大，晶粒受到剧烈的剪切变形，晶格发生严重的畸变，从而使外层金属再结晶温度低，发生再结晶并长大，形成粗晶组织。

第二类粗晶环是在挤压制品的热处理过程中形成的，这类粗晶环的形成原因除与不均匀变形有关外，还与合金中含Mn、Cr等可提高再结晶温度的元素有关，并形成化合物阻止晶粒长大，因此挤压后的铝合金制品外层呈现细晶组织。在淬火加热时由于温度高，析出的第二相质点又重新溶解，使阻碍晶粒长大的作用消失，此时，一次再结晶的一些晶粒开始吞并周围的晶粒迅速长大，析出粗晶环。

减少或消除粗晶环的最根本方法包括两个方面:

①尽可能减少挤压时的不均匀变形

②控制再结晶的进行

一、颗粒吸附成因分析1、挤压型材表面出现的颗粒状毛刺分为四种：1)、空气尘埃吸附，燃煤铝棒加热炉产生的灰尘、铝屑、油污及水份凝结成颗粒附着在热的型材表面。2)、铝棒中的杂质，如：精炼不充分遗留的金属夹杂物和非金属夹杂物。3)、时效炉内的灰尘附着。4)、铝棒中的缺陷及成分中的β相AlFeSi在高温下析出，使金属塑性降低，抗拉强度降低，产生颗粒状毛刺。2、原因1)、铝棒质量的影响由于高温铸造，铸造速度快，冷却强度大，造成合金中的β相AlFeSi不能及时转变为球状α相AlFeSi，由于β相AlFeSi在合金中呈现针状组织，硬度高、塑性差，抗拉强度很低，在高温挤压时不仅会诱发挤压裂纹，而且会产生颗粒状毛刺，这种毛刺不易清理，手感强烈，颗粒附近常伴随有蝌蚪状拖尾，在金相显微镜下观察，呈现灰褐色，成分中富含铁元素。铝棒中的杂质影响，铝棒在熔铸过程中，精炼不充分，泥土、精炼剂、覆盖剂以及粉末涂料和氧化膜夹杂等混入棒中，这些物质在挤压过程中，使金属的塑性和抗拉强度显著降低，极易产生颗粒状毛刺。棒的组织缺陷常见的有疏松、晶粒粗大、偏析、光亮晶粒等，所有这些铸棒缺陷有一个共同点，就是与铸棒基体焊合不好，造成了基体流动的不连续性，在挤压过程中，夹渣极易从基体中分离出来，通过模具的工作带时，粘附在入口端，形成粘铝，并不断被流动的金属拉出，极易产生颗粒状毛刺。2)、模具的影响在挤压生产中，模具是在高温高压的状态下工作的，受压力和温度的影响，模具产生弹性变形。模具工作带由开始平行于挤压方向，受到压力后，工作带变形成为喇叭状，只有工作带的刃口部分接触型材形成的粘铝，类似于车刀的刀屑瘤。在粘铝的形成过程中，不断有颗粒被型材带出，粘附在型材表面上，造成了"吸附颗粒"。随着粘铝的不断增大，模具产生瞬间回弹，就会形成咬痕缺陷。若粘铝堆积较多，不能被型材拉出，模具瞬间回弹时粘铝不脱落，就会形成型材的表面粗糙、亮条、型材撕裂、堵模等问题。模具的粘铝现象见图1。我们现在使用的挤压模具基本是平面模，在铸棒不剥皮的情况下，铸棒表面及内在的杂质堆积在模具内金属流动的死区，随着挤压铸棒的推进及挤压根数的增多，死区的杂质也在不断的变化，有一部分被正常流动的金属带出，堆积在工作带变形后的空间内。有的被型材拉脱，形成了颗粒状毛刺。因此，模具是造成颗粒状毛刺的关键因素。另外工模具表面的粗糙度越高、工作带表面的硬度越低，也是造成粘铝，形成颗粒状毛刺原因之一。3)、挤压工艺的影响挤压中发现，挤压工艺参数的选择正确与否也是影响颗粒状毛刺的重要因素。经过现场观察，挤压温度、挤压速度过快颗粒毛刺就越多，原因温度高、速度快，型材流动速度增加模具变形的程度增加，金属的流动加快，金属的变形抗力相对减弱，更易形成粘铝现象；对大的挤压系数来说，金属的变形抗力相对增加了，死区相对增大，提高了形成粘铝的条件，形成"吸附颗粒"的概率增加；铸棒加热温度与模具温度之差过大，也易造成颗粒状毛刺问题。4)、空气中的尘埃、水、油污等强烈附着于铝型材表面，原因是热的铝型材遇到灰尘后粘附，发生化学反应并产生胶状物质，在时效过程中又与炉中的灰尘结合，生成较大的颗粒状毛刺，在随后的氧化、电泳、喷涂过程中不易清除。二、减少颗粒状毛刺的措施1、提高铝棒质量，从源头抓起，对于表面质量要求高的型材，铸棒过程中要清洗炉膛，优选原料和辅料，如喷涂型材再制品禁止进入，选用优质铝锭等，加强铸造工艺过程控制，防止铸造缺陷等，提高金属高温塑性，减少发生颗粒状毛刺的几率。2、狠抓模具质量，优化模具结构设计，较少死区金属流入，提高模具强度和刚度，减少模具挤压形变，采取合理的氮化工艺，提高工作带硬度和提高抛光质量，减少金属粘附。3、优化工艺参数，不同的铝合金成分和型材断面，根据铝合金挤压原理，采用合理的挤压工艺温度，对挤压速度进行分段控制，减少棒温和模温的温度差，增大挤压筒与棒温差，可以进一步减少死区金属流入和铸棒表面金属氧化物和夹杂流入，从而减少夹渣和毛刺的出现。4、对所有工作现场采取“5S”现场管理，提高环境质量，对铸棒表面清理，较少灰渣灰尘附着，杜绝"跑冒滴漏"，及时清理型材表面的灰尘，尽可能减少灰尘附着。

第一：在熔铸的时候多加入一些细化晶粒的元素，比如镍还有钛；第二：在轧的过程中尽量次数比较少，这样子就能够避免上面的情况，还有温度不能太高

轧制温度在450左右，退火在360左右，保温时间长一些，在25分钟 BINBINMIAO@126.COM

图片不是特别清楚，对轻金属也不算熟悉，只能提点建议供参考：切片做金相看看圆棒本身晶粒分布是否符合要求，再看看你的碱液腐蚀是否导致晶界率先溶解显现出来（我们难熔金属做金相也用碱液的），因为不知道你的材料处理工艺、目的，不好瞎说。抱歉！

金属晶粒的大小产要取决于结晶过程中的形核率N（单位体积中单位时间形成的晶核数）和晶核长大速 率 G（单位时间内晶核长大的线速度）。形核率 N 大，则结晶后晶粒多、细；而长大速率 G 大，则晶核长大快， 晶粒就粗大。 在一般冷却条件下，冷却速度提高，则过冷度大，而形核率和长大率均随过冷度增大而增大。由于 随过冷 度增大形核率比长大率增加得快，因此最后结果是晶粒细化。 除了控制过冷度可以控制晶粒大小外，在结晶过程中进行变质处理，也是常用的控制手段。变质处理是在液 态金属浇注前专门加入可成为非自发晶核的固态变质剂，增加晶核数，提高形核率，达到细化晶粒的目的。 此外，还有采用机械振动、超声振动和电磁振动等方法，使结晶过程中形成的枝晶折裂碎断，增加晶核数， 达到细化晶粒的目的。 实际金属结晶后形成多晶体，晶粒的大小对力学性能影响很大。一般情况下，晶粒细小则金属强度、塑性、 韧性好，且晶粒愈细小，性能愈好。

细化晶粒的方法有：降低熔液的浇注温度、变质处理、震动搅拌等方法。

1、增大过冷度可以提高形核率与生长速率的比值，从而使晶粒数增大，晶粒细化。 增大过冷度，实际上是提高金属凝固时的冷却速度，这可以通过采用吸热能力强、导热性能好的铸型（如金属型），以及降低熔液的浇注温度等措施来实现。这种方法对于小型铸件或薄壁铸件效果较好，但对于大型铸件就不合适了。

2、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），作为非均匀形核的基底，从而使晶核数大量增加，晶粒显著细化。 变质处理是工业生产中广泛使用的方法。

3、震动、搅拌在浇注和结晶过程中进行机械振动或搅拌，也可以显著细化晶粒。这是因为振动和搅拌能够向金属液体中输入额外能量、增大能量起伏，从而更加有效地提供形核所需要的形核功。

另一方面，振动和搅拌可以使枝晶碎断，增大晶核数量 方法有机械法、电磁法、超声波法等。

扩展资料

影响细化效果的因素：

1、细化剂的种类。细化剂不同，细化效果也不同。实践证明，Al-Ti-B比Al-Ti更为有效。

2、细化剂的用量。一般来说，细化剂加入越多，细化效果越好。但细化剂加入过多易使熔体中金属间化合物增多并聚集，影响熔体质量。因此在满足晶粒度的前提下，杂质元素加入的越少越好。

从包晶反应的观点出发，为了细化晶粒，Ti的添加量应大于0.15%，但在实际变形铝合金中，其他组元（如Fe）以及自然夹杂物（如Al2O3）亦参与了形成晶核的作用，一般只加入0.01%-0.06%便足够了。

冷加工的铝合金其组织往往是纤维组织，如果把铝合金进行再结晶处理，是可以表现出再结晶现象的。

晶粒沿轧向伸长，沿高向压缩；再结晶形核组织，组织中出现了一些新形核小晶粒，再结晶形核是非均匀形核，形核点主要在晶粒边界上；再结晶完成组织，冷加工纤维组织完全被新生成的近似等轴晶组织吞噬；再结晶完成后晶粒开始长大，组织中分布着均匀、较大的近似等轴晶。

再结晶生成的晶粒并不完全为等轴晶，晶粒轧向尺寸比高向大，成椭圆形。这是因为冷加工纤维组织的晶界基本平行于轧向，储存能密度大，晶粒沿晶界（即轧向）生长速度快；冷加工织构引起的形核晶粒定向生长。

所以你的铝合金原本经历就粗大，是不能通过再结晶来细化的。粗大的铝合金组织要细晶，可以通过动态再结晶来实现。