1、鐵在鑄造鋁合金中一直被認(rèn)為是一種主要的有害雜質(zhì)，各個國家、專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)均對其作了明確的限制，各企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對其控制更為嚴(yán)格。這主要是由于隨鐵含量增加，在金相組織中會形成本身硬度很高的針、片狀脆性鐵相，它的存在割裂了鋁合金的基體，降低了合金的力學(xué)性能，尤其是韌性，并且使零件機(jī)械加工難度增加，刀、刃具磨損嚴(yán)重，尺寸穩(wěn)定性差等等，但是，低品質(zhì)鋁合金錠中鐵含量本身就高，隨著合金爐料的回用，生產(chǎn)中鐵質(zhì)坩堝、工具、置預(yù)件等的使用使合金增鐵在所難免。多年來一直吸引著廣大鑄造工作者去研究，下面就鐵在合金中的作用及其減弱消除對策進(jìn)行討論。 鑄造系合金中鐵的作用 鑄造合金中鐵的存在形態(tài) 表是鋁硅系合金中鐵的存在形態(tài)，其中

2、和是常見的二種形態(tài)。而和不是很常見。其中和（，）的結(jié)晶結(jié)構(gòu)特征目前還不甚祥細(xì)。至于形成什么樣的相，除與合金中的含鐵量有關(guān)外，還與鑄件的冷卻速度、合金元素的數(shù)量、種類等密切相關(guān)。漢字狀的相對系合金可提高強(qiáng)度、硬度，對韌性降低不多，而針狀的相則嚴(yán)懲割裂基體，顯著降低合金的韌性，尤其沖擊韌性，據(jù)報(bào)道，當(dāng)時，可使整個合金本身變脆。 表系合金中鐵相形態(tài) 類別晶體結(jié)構(gòu)熔化溫度形狀六方晶體漢字狀單晶體針、片狀立方晶體四方晶體鐵對鋁硅合金機(jī)械性能的影響 對室溫機(jī)械性能的影響 對二元合金，當(dāng)時，片狀相可提高合金的強(qiáng)度并稍降低其延伸率；當(dāng)時，延伸率開始較大幅度降低，當(dāng)合金中的從增加到時，對強(qiáng)度值的增加是微乎其微的

3、，但卻顯著降低其延伸率從降到，對變質(zhì)的共晶合金是每增加可使延伸率降低多。 對高溫性能的影響 鐵雖然降低了活塞合金的室溫機(jī)械性能，但卻提高了它的高溫機(jī)械性能，這主要由于高溫時基體本身強(qiáng)度隨溫度升高下降很多，而此時以網(wǎng)狀、漢字狀和細(xì)小針狀存在的鐵相，它們在左右時基本不變，是穩(wěn)定的化合物相，正是它的存在提高高溫下試樣的抗拉強(qiáng)度。對合金，當(dāng)時，為。 對耐磨、耐腐性的影響 鐵提高系合金的耐磨性，這是由于硬質(zhì)針狀鐵相使基體得以強(qiáng)化，抵抗變形能力，同時又起到支承作用，使耐磨性提高。同時鐵相使合金表面的氧化膜失去連續(xù)性，易發(fā)生電化學(xué)腐蝕，鐵降低合金的耐腐性。 對鑄造性能的影響 隨著鐵含量增加，在合金結(jié)晶時，由

4、于相干擾枝晶間流動，所以會使疏松增加，同時增加合金的熱裂傾向，但是對壓鑄鋁合金一定量可防止粘膜，但也有報(bào)道稱一定量增加合金的流動性。 對機(jī)械加工性能的影響 鐵相使機(jī)械加工性能惡化，增加刀刃具的磨損量，使尺寸穩(wěn)定性變差。 鐵的有害作用消除、抑制方法 機(jī)械方法 常用的機(jī)械去鐵法有過濾法、沉淀法、離心鑄造法等，它們均是采用在熔體中加入、等合金元素使之與鐵形成大的化合物，由于其密度與鋁合金不同會產(chǎn)生沉淀，使用沉淀的方法稱為沉淀法，它可使鐵降低。將通過過濾布，過濾網(wǎng)、板，使大塊化合物得以過濾的方法，稱為過濾法，它可使降低，將加入合金元素的熔體，在離心力作用下，由于密度的差異使鐵相移向邊緣，而內(nèi)部鐵含量可

5、由降低到，降低效率達(dá)。不同轉(zhuǎn)速、不同比對除鐵效率也有影響。生產(chǎn)中應(yīng)用的機(jī)械方法一般均聯(lián)合使用，如過濾法與沉淀法，先沉淀后過濾，以及過濾與離心鑄造結(jié)合會取得更加好的效果。 熔體處理方法 加入合金元素中和的作用（變質(zhì)處理） 熔體中加入合金元素來改變鐵相形貌，減弱鐵的作用，提高合金強(qiáng)度，改善延伸率，通常加入的元素有：、等，下面逐個分析： ：是最常用和用得最多的元素，加能顯著減少鐵相的數(shù)量和尺寸，甚至使鐵相完全消失，由于的加入擴(kuò)大了鐵相區(qū)，從而使得鐵相向鐵相轉(zhuǎn)化，中和鐵相的的加入量多少現(xiàn)還不能定論。據(jù)稱在合金中加入的，就能使含的合金中針、片狀鐵相轉(zhuǎn)變?yōu)殍F。有人推薦按（）添加，總之通過添加可逐漸使相的數(shù)

6、量減少，尺寸變小，直到不出現(xiàn)為止。 ：在合金中加可使粗片狀的相轉(zhuǎn)變?yōu)闈h字狀的鐵相，加能防止含的合金的脆斷，在合金中加入使含鐵為合金的伸長率由增加到，加可使含的合金伸長率由提高到。 ：的作用與相似，但需要稍加入以使富鐵相成球形，有人建議的比率應(yīng)為，同時的加入于其本身的偏析體小，所以其效果優(yōu)于。 ：也可作為一種中和劑，當(dāng)加入量時，能形成一種緊密相，同時由于是一種很好的抗氧化劑，能提高合金的性能，在砂型鑄造件能使合金的抗拉強(qiáng)度提高，同時不降低其延伸率，另據(jù)報(bào)道，在合金中加入會使雜質(zhì)相的形態(tài)由長針改變?yōu)槲：^小的園球形或近園球形，從而提高合金的塑性。 ：可用來中和的有害作用，其效果比好，它是合金中的有

7、效變質(zhì)劑，在含的合金中加入的和的能使合金的延伸率由增加到，抗拉強(qiáng)度由增到。 ：也可起到中和雜質(zhì)鐵的有害作用，當(dāng)含量在一定程度時會形成化合物相，從而減少鐵相的形成。 和：也是鐵有害作用的中和劑，其中還能作為鋁合金的變質(zhì)劑，據(jù)報(bào)道加入硫磺可使鐵相大部分變?yōu)槎虠U狀及漢字狀，有少量是團(tuán)球狀、塊狀。但單獨(dú)加時效果不理想，須與其它元素如、稀土等配合，其效果明顯。 稀土：稀土是一種很好的相變質(zhì)劑，據(jù)報(bào)道，對合金加入，可有效減少鐵相的數(shù)量和尺寸，對合金，當(dāng)加入后，所存在鐵相化合物呈漢字狀，且細(xì)化。日本專利也曾報(bào)道加入及相同量的，可減少鐵的數(shù)量和尺寸，并且在許多系及型材合金中得到證實(shí)，這主要是由于本身是一種變質(zhì)

8、劑，合金凈化劑，它的加入可有效去除鐵的有害作用。 總之，對于變質(zhì)中和劑，它能減少消除鐵相的形成，但它本身并不能去除的有害作用，只起減緩作用，且隨量增加使用的變質(zhì)劑量也增多，一定程度上降低合金的韌性，并且，由于其形成各種復(fù)雜化合物會帶來其它相關(guān)的副作用，因此，我們提倡使用變質(zhì)劑，且使用復(fù)合的綜合性能變質(zhì)劑，盡可能加入量少。 熔體過熱和快冷處理 熔體過熱 據(jù)報(bào)道，過熱處理可減少富鐵相的形核核心，這是由于在高溫時富鐵相的形核核心是（），而（）在低溫時存在，當(dāng)溫度高到一定程度時（），（）相就轉(zhuǎn)變?yōu)椋ǎ焕阼F相的形核，從而抑制了鐵相的出現(xiàn)。同時發(fā)現(xiàn)隨熔體過熱度的增加，鑄件中富鐵的晶間化合物變的越細(xì)，

9、當(dāng)澆注溫度大于時，合金中的片狀鐵相就轉(zhuǎn)變?yōu)殍F相，且這個過程不可逆轉(zhuǎn)，即一旦熔體過熱到足以產(chǎn)生相的溫度隨后的處理和靜置對鐵相形態(tài)無影響，并且當(dāng)鐵量愈高時，用過熱方法改變就越來越困難。在實(shí)際操作中由于過熱后熔體吸氣，氧化嚴(yán)重，所以一般很少采用。 快速冷卻處理 快速冷卻處理可減弱鐵的有害作用，這是大家所共認(rèn)的，國家專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的砂型鑄造的質(zhì)量小于金屬型也就是這個道理。快速冷卻時合金液中形核核心多，界面推進(jìn)速度快，形成的有害鐵相在同等條件下要短、要細(xì)，甚至看不到針狀相，同時合金中中和相所需的量也隨凝固過程中冷速的變化而變化，冷卻速度對相形態(tài)也有很大影響。當(dāng)冷速時，有助于鐵相的形成，當(dāng)冷速時，會抑制鐵的產(chǎn)生。 討論 （）合金中含量是否應(yīng)符合國標(biāo)？ 在合金化處理方法和提高冷卻速度條件下，我們可以減少甚至消除針狀鐵相的危害作用，使其組織性能達(dá)到國標(biāo)規(guī)定的要求，此時合金中鐵含量已超標(biāo)，甚至嚴(yán)重超標(biāo)，那么此時應(yīng)以成分為主呢，還是以性能為主？我們主張的有害作用消除了，其含量或者說鐵含量當(dāng)量（即此時的鐵含量以平常的國標(biāo)相當(dāng)?shù)牧浚?yīng)僅作參考，主要以組織性能為依據(jù)，成分不應(yīng)具有否決權(quán)，與國外鑄造發(fā)達(dá)國家相比，我國國標(biāo)規(guī)定的含量明顯嚴(yán)于國外，因此我們希望我國專業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)能出現(xiàn)相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。 （）減少鐵的有害作用在生產(chǎn)中如何操作？ 在生產(chǎn)實(shí)際中