변성처리, 결정립 미세화, 1차상 미세화 또는 형태변화 등의 의미는 서로 다르며, 이러한 내용을 요약하여 변성처리라는 용어를 사용하기도 한다.

나트륨염을 개질제로 사용하면 흡습성이 높고 보관이 어려우며, 나트륨 첨가량 조절이 어렵습니다. 주물은 기공이 생기기 쉽고 개질 효과의 지속 시간이 짧습니다. 개질 처리가 완료된 후 30분 이내에 주조해야 합니다. 이후 나트륨뿐만 아니라 스트론튬도 동일한 효과를 나타내며 장기 작용 부패 방지제로 알려진 긴 저장 수명을 갖는 것으로 밝혀졌습니다. 따라서 나트륨염(NaF)이나 Al-Sr 중간 합금을 사용하는 경우, Al-Sr 중간 합금이 우수하고 보관이 용이하며, 첨가량 조절이 쉽고 저장 수명이 길다는 것이 분명합니다.

인을 첨가하면 나트륨과 반대 효과가 나타납니다. 원래 공정 합금이었던 인은 과공정 구조를 가지게 되어 벌크 일차 실리콘의 양을 늘리고 합금의 내마모성을 향상시킵니다. 피스톤 생산에 사용되는 공정 주조 알루미늄 합금은 인 변성 처리를 해야 합니다.

안티몬을 개질 처리에 사용하면 합금 주조 구조에 개질되지 않은 구조와 유사하게 큰 변화가 나타나지 않습니다. 그러나 고용 시효 후 구조가 크게 변화하며, 특히 합금의 강도와 인성이 크게 향상됩니다.

(2) 결정립 미세화. 알루미늄 합금에 소량의 티타늄을 첨가하여 알파(Al) 결정립을 미세화하면 합금의 기계적 성질과 가공성을 모두 향상시킬 수 있습니다. 티타늄을 첨가하여 알루미늄 합금의 조직을 미세화하는 공정을 개질 처리라고도 합니다.

결정립 미세화제는 핵 생성 촉진제 역할을 해야 합니다. 금속과 합금이 결정으로 응고될 때 핵 생성 및 성장 과정을 거칩니다. 결정핵의 형성은 균질 핵 생성과 불균질 핵 생성으로 나눌 수 있습니다. 균질 핵 생성은 전체 용탕이 동일한 정도의 과냉각 상태를 유지하도록 해야 합니다. 하지만 실제 생산에서는 이를 달성하기가 불가능합니다. 금형 벽과 같이 빠르게 냉각되는 부분과 주조물 중앙과 같이 느리게 냉각되는 부분이 있어 과냉각 정도와 핵 생성 시간이 서로 다르게 나타납니다. 생산 과정에서는 주조물의 균일하고 미세한 구조를 얻기 위해 결정핵으로 사용할 수 있는 물질을 첨가해야 합니다. 알루미늄 합금에 소량의 티타늄 또는 티타늄과 붕소를 첨가하면 이러한 목표를 달성할 수 있습니다. 또한, 냉각 속도 또한 핵 생성뿐만 아니라 결정 성장 속도까지 제어하는 중요한 요소입니다. 핵생성(외부 결정핵 포함)과 냉각 속도를 모두 고려해야만 균일하고 미세한 미세구조를 얻을 수 있습니다.

(3) 초기 외관 변화. 알루미늄 합금에는 종종 침상(플레이크상)의 화합물상이 존재하며, 이는 합금의 특성, 특히 기계적 특성에 상당한 영향을 미칩니다. Al3Fe가 침상인 경우 기계적 특성이 저하됩니다. Fe:Si=4:1인 경우 AFeSi상이 형성되어 형상이 변화하고 기계적 특성, 특히 연신율이 크게 향상됩니다. 망간을 첨가하면 철 함유 상의 형태도 변화될 수 있습니다.

Al-Mg 합금에서 마그네슘 함량이 높으면 β(Mg5Al8) 상이 조대해져 결정립계에 존재합니다. 고용화 처리를 하지 않으면 기계적 특성과 내식성이 저하됩니다. 그러나 고용화 처리에는 오랜 시간이 필요합니다. 소량의 지르코늄을 첨가하면 β 상을 미세화할 수 있어 열처리에 유리합니다.

알루미늄 합금에는 저융점 금속(예: Pb, Sn, Bi 등)의 불순물이 존재하여 결정립계를 약화시키고 약간 높은 온도에서 용융을 유발하는 경우가 있습니다. 예를 들어, 알루미늄에는 나트륨이 함유되어 있어 "나트륨 취성"을 유발합니다. 소량의 희토류 원소를 첨가하여 이러한 금속 불순물을 화합물로 변환하면 결정립계에 존재하는 문제를 해결할 수 있습니다.

따라서 용해 및 주조 과정에서 합금 조직을 개선하고, 합금 결정립을 미세화하고, 주요 상의 크기, 형태 또는 분포를 변경하고, 결정립계에 있는 유해상을 제거할 수 있는 원소 또는 중간 합금을 모두 개질제라고 하며, 이 과정을 개질 처리라고 할 수 있다.

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