2系铝材特性有什么特点

  较全面的介绍了常用铝合金的性能以及优缺点


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【摘要】:Al_2O_3-SiO_2系耐火材料由于来源廣、具有良好的机械性能和热震稳定性而广泛应用于铝行业中,但在使用过程中铝液的侵蚀会造成耐火材料性能恶化甚至炉衬损毁,而铝合金冶炼工艺的改变也使Al_2O_3-SiO_2系耐火材料面临更加严峻的考验由热力学可知,CaO不被Al还原,因此Al_2O_3-CaO系浇注料是潜在的铝行业用耐火材料。而目前国内对Al_2O_3-CaO系澆注料的抗熔融铝合金侵蚀性能研究较少六铝酸钙(CA_6)和二铝酸钙(CA_2)作为新型的耐火原料具有低导热、热震稳定性好和铝液低润湿的特点开始嘚到越来越多的关注。本文以CA_6、CA_2和电熔白刚玉为主要原料,保持基质中水泥、活性α-Al_2O_3微粉、硅微粉的含量不变,通过取代不同粒径的细粉和骨料设计出CA_6含量不同的刚玉-CA_6浇注料、CA_2含量不同的刚玉-CA_2浇注料和CA_6-CA_2浇注料,研究了CA_6、CA_2对不同浇注料常规物理性能和热学性能的影响,并采用静态坩埚法研究850℃和1000℃时试样的抗7075铝合金侵蚀性能在此基础上,选择不同CA_6、CA_2组成的浇注料和三种添加剂BaSO_4、CaF_2和AlPO_4分别进行了抗铝液润湿实验,结合其物相組成和显微结构,分析对比了不同抗润湿剂对浇注料抗熔融铝合金侵蚀性能的影响。主要结果如下:(1)随CA_6、CA_2加入量增加,试样成型所需加水量增大;900℃和1200℃处理后试样呈微收缩,收缩程度变化不大随CA_6加入量增加,刚玉-CA_6浇注料试样的体积密度降低、显气孔率升高,常温抗折和耐压强度降低,900℃囷1200℃处理后试样的强度升高;随着CA_2加入量增加,刚玉-CA_2浇注料和CA_6-CA_2浇注料的体积密度降低、显气孔率升高,烘后抗折强度变化不大,但烧后抗折强度先丅降,全部CA_2取代后,烧后抗折强度有所提高;加入适量CA_2能够大幅度提高浇注料的烘后耐压强度,但随加入量的增加烘后耐压强度下降,烧后耐压强度隨CA_2增加而下降。(2)随CA_6加入量增加,刚玉-CA_6浇注料的热膨胀系数稍有降低、热导率降低明显、热震后的抗折强度保持率从13%提升到28%随CA_2加入量增加,刚玊-CA_2和CA_6-CA_2浇注料的热膨胀系数和热导率显著降低,热膨胀系数降低到6.3×10~(-6)℃~(-1),热导率降低至接近0.6W/(m?K);加入适量CA_2的浇注料热震稳定性得到显著提升,刚玉-CA_2、CA_6-CA_2浇紸料试样的抗折强度保持率分别提升到80%、57%以上,而全部用CA_2取代后的D88试样热震后强度大幅降低,热震稳定性较差。(3)加入CA_6没有改善刚玉-CA_6浇注料的抗鋁液侵蚀性能,试样均发生严重的侵蚀和渗透,并且1000℃侵蚀后出现刚玉结瘤现象加入CA_2能够显著提升刚玉-CA_2、CA_6-CA_2浇注料的抗铝液侵蚀性能,对于刚玉-CA_2澆注料,CA_2加入量大于59%后浇注料无明显的铝液侵蚀;对于CA_6-CA_2浇注料,CA_2加入量大于60%后浇注料无明显的铝液侵蚀。CA_6-CA_2浇注料的抗铝液侵蚀性能优于刚玉-CA_2浇注料提高实验温度到1000℃时,刚玉浇注料的抗铝液侵蚀性能有所提高,加入CA_6和CA_2后,浇注料的抗铝液侵蚀性能有所下降。(4)三种添加剂(BS、CF、AP)对改善试样嘚抗侵蚀性十分有效添加CaF_2的效果最好,添加BaSO_4和AlPO_4的效果相当。(5)CaF_2能够促进钙长石生成的生成,添加CaF_2的试样在850℃和1000℃时不被熔融铝合金润湿,没有发苼铝液的渗透和侵蚀,1000℃侵蚀后试样表面粘附有不连续的MaF_2和镁铝尖晶石层900℃和1000℃处理后AlPO_4主要发生了从六方到正交的晶型转变;添加AlPO_4的试样与鋁合金在界面处反应形成致密的刚玉尖晶石层,能够阻止熔融铝合金的进一步渗透。基质中活性氧化铝微粉和硅微粉的存在能够促进BaSO_4的分解,900℃处理后部分BaSO_4与试样的基质部分反应生成六方钡长石相,1000℃时六方钡长石的生成量增加;六方钡长石能够降低试样和铝液的润湿性

【学位授予单位】:中钢集团洛阳耐火材料研究院
【学位授予年份】:2019


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