粗大金屬化合物

定義

在低倍試片上呈針狀、塊狀的凸起物稱粗大金屬化合物。

巨觀組織特徵

在鑄錠低倍試片上為分散或聚集的針狀或塊狀突起，邊界清晰，有金屬光澤，對光有選擇性。突起的原因是化合物較基體抗鹼溶液浸蝕，基體被浸蝕快，化合物被浸蝕慢，最後化合物在試片上比基體高而突起。

斷口組織特徵為針狀或塊狀晶體，有閃亮的金屬光澤。

顯微組織特徵

尺寸粗大有稜角，形貌有相應每種化合物的特定形狀和顏色，尺寸比二次晶大幾倍以上。比如MnAl6的二次晶尺寸約10μm，而一次晶的粗大化合物尺寸在50-100μm之間。粗大化合物又硬又脆，對化學試劑有特有的著色反應。鑄錠加工變形後，粗大化合物多被破碎成小塊，但小塊尺寸仍比二次晶大得多。

形成機理

1.在2系、3系、5系、6系和7系合金中，為抑制再結晶和使晶粒細化、提高金屬強度和防止應力腐蝕裂紋等目的，添加了鐵、錳、鉻和鋯等元素，如果成分選擇不當或鑄造工藝不當，添加元素達到生成初晶化合物的成分範圍，鑄錠的凝固溫度處於化合物的生成範圍，並有充足的生長時間，都為形成粗大金屬化合物提供了生成條件。

2.在凝固過程中，由於溶質再分配使局部元素富集等導致熔體成分不均，也給形成初晶化合物創造了條件。

3.由於鐵、錳等第三元素的加入，操作不當時在鑄造漏斗的底部容易形成化合物晶核並長大，在漏斗底部懸掛著較大的初晶化合物。

4.使用的中間合金中有粗大化合物初晶，在熔煉時沒有熔化或沒有全部熔化，鑄造後也被保留了下來。例如4A11合金是高矽合金，矽含量高達11%-13%，當中間合金中的初晶矽，在熔煉時沒有充分熔化，往往將粗大的初晶矽保留在鑄錠中。

通常，對3A21合金，當錳含量為1.6%，鐵含量為0.6%時，則出現Al6(MnFe)一次晶。對2A70合金，當鐵含量為1.6%，鎳含量為1.5%時，則出現條形的Al9FeNi一次晶。對7A04合金，當錳鐵及3倍鉻含量的總和高於1.2%時，則形成帶圓孔的Al7Cr一次晶。對5A06合金，當鐵含量高於0.15%時，則形成長針的Al3Ti一次晶。

根據生成條件，粗大金屬化合物的分布大多位於鑄錠中心。

防止措施

1.生成初晶化合物的元素含量，不能超過生成初晶的界限；

2中間合金中的粗大化合物在熔煉時要充分熔解；

3.提高鑄造溫度和鑄造速度，適當延長熔煉時間；

4.漏斗表面要光滑並導熱要好，漏斗要充分預熱，漏斗不能沉入太深。

製品性能影響

粗大金屬化合物又硬又脆，雖然沒有破壞金屬的連續性，但嚴重破壞了組織的均勻性。因其多數是難溶相，鑄錠均火後尺寸仍然很大。雖然加工變形後多數被破碎，但尺寸仍然較大，變形過程中在粗大化合物與基體的界面產生很大應力集中，製品受力時很容易產生裂紋，嚴重降低了製品性能。當製品表面有粗大金屬化合物時，又使耐腐蝕性大大降低。