铸造合金流动性测定实验报告(模板)
验 报 告
一、实验目的：
1．掌握合金流动性的测定方法；
2．验证合金成分、浇注温度、铸型条件与合金流动性的关系； 3．能运用液态金属停止流动机理解释实验结果。
二、实验设备与材料：
1．螺旋线试样模型； 3．造型及浇注工具； 5．电阻式坩埚仪； 7．炉料（1）纯Al
2．砂箱；
4．快速测温仪；
6．精炼剂ZnCl 2（无毒精炼剂）； （2）含Si9.3%的Al-Si 合金。
三、实验原理：
1．合金成分对流动性的影响。
主要是因为合金成分不同，其结晶特点不同造成的。纯金属、共晶成分合金是在固定温度下凝固的。已凝固的固相层由铸件表面逐层从中心推进，与未凝固的液体界面分离，且凝固层表面光滑，对合金流动性阻力小。同时，结晶潜热的释放使凝固进行缓慢，延长了流动时间。另外，这类合金析出较多固相时，才停止流动。当金属中加入合金元素，一般会使导热系数明显下降，会使流动性得到提高（但有时加入合金元素后，初晶变得发达，流动性反而下降）。结晶区间较大的合金，结晶时形成发达的树枝晶。在凝固层表面有较多的枝晶与液态相混杂，阻碍液体的流动。当液流前端的枝晶达到一定数量时，合金就停止流动，结晶区间越大，枝晶越发达，流动性越不好。 2．浇注温度条件对流动性的影响。
提高浇注温度会使金属液粘度降低，在相同散热条件下，延长了从浇注温度到凝固温度的时间，即保持液态金属的时间。同时提高浇注温度，也会使铸型温度升高，减少金属液与铸型的温差，从而提高了流动性。但过高的浇注温度会使合金的吸气增加，氧化严重，流动性提高幅度降低，铸件易产生缺陷。
四、实验内容：
实验采用螺旋线形试样测定两种成分合金流动性的性能，具体列表1如下：
表1 螺旋线形试样实验内容
五、实验步骤：
1．每组做流动性试样铸型两个，紧实后水平放置，并压箱；
2．熔炼合金：各2kg ，出炉前要精炼处理。精炼剂加入量占总合金量的0.03%； 3．出炉浇注前要测量金属液的温度，并降到浇注温度以后进行浇注；
4．浇注完冷却后，要打箱，测试试样长度并记录在表2中； 5．安全注意事项：
（1）接触金属液的工具要预热处理； （2）加料时也要预热。
六、实验记录：
表2 螺旋线形试样实验记录
七、思考题：
1．简述合金流动性与合金成分、浇注温度的关系。
答：
(1)主要是因为合金成分不同，其结晶特点不同造成的。纯金属、共晶成分合金是在固定温度下凝固的。已凝固的固相层由铸件表面逐层从中心推进，与未凝固的液体界面分离，且凝固层表面光滑，对合金流动性阻力小。同时，结晶潜热的释放使凝固进行缓慢，延长了流动时间。另外，这类合金析出较多固相时，才停止流动。当金属中加入合金元素，一般会使导热系数明显下降，会使流动性得到提高（但有时加入合金元素后，初晶变得发达，流动性反而下降）。结晶区间较大的合金，结晶时形成发达的树枝晶。在凝固层表面有较多的枝晶与液态相混杂，阻碍液体的流动。当液流前端的枝晶达到一定数量时，合金就停止流动，结晶区间越大，枝晶越发达，流动性越不好。
(2)合金流动性与浇注温度的关系：提高浇注温度会使金属液粘度降低，在相同散热条件下，延长了从浇注温度到凝固温度的时间，即保持液态金属的时间。同时提高浇注温度，也会使铸型温度升高，减少金属液与铸型的温差，从而提高了流动性。但过高的浇注温度会使合金的吸气增加，氧化严重，流动性提高幅度降低，铸件易产生缺陷。
2．为什么纯金属Al 的流动性比含Si9.3%的Al-Si 合金的流动性差？
答：
（1）在金属Al 液中加入合金元素Si 后，在凝固结晶过程中，在α－Al 周围Si 浓度达到共晶浓度，在初生相周边就形成共晶Si ，比较规则的块状，不易形成网络，阻碍液体在块间流动，初生Al 相的生长，从而获得晶粒相对较小的合金组织，细小且均匀的晶粒有助于合金熔体流动性的提高。
（2）如图1所示，Al-Si 合金中Si 含量在16-18%之间有最大值，流动性Si 含量的增加使铝合金整体过冷度增大，也有助于流动性的提高。
（3）Si 结晶潜热大于Al 结晶潜热，其结晶潜热的释放，使凝固进行缓慢，延长了液态合金流动时间，增加了金属液的流动性。
12.6
16 18 图1 Al-Si流动性曲线
Si%