CN117470617A - 铝合金的铸造过程中凝固前沿的形貌和位置的测定方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种铝合金的铸造过程中凝固前沿的形貌和位置的测试方法。该测定方法包括：将晶粒细化剂进行预热处理，得到预热后晶粒细化剂；在铸造过程的A时刻，将预热后晶粒细化剂与流过流槽的铝合金熔体混合并连续注入铸造模具中进行凝固成型，得到铝合金铸锭。测试方法利用晶粒尺寸的差异实现铸造过程凝固前沿形貌和位置的清晰显示，可避免传统插入法测量凝固前沿的深度时带来的人为误差，本申请中凝固前沿的形貌和位置得以更直观显示，测量结果的准确程度得以明显提高，有助于提高铝合金铸锭的质量，且操作方便，易于实现，极大地降低了成本。
Description
技术领域
本发明涉及铝合金铸造技术领域，具体而言，涉及一种铝合金的铸造过程中凝固前沿的形貌和位置的测定方法。
背景技术
当前，供挤压和轧制变形用的铝合金扁铸锭和圆铸锭多采用直接水冷半连续铸造的方式制备生产，该工艺的主要特点是液态金属熔体连续地通过结晶器，依靠结晶器实现金属的凝固并约束成型。在该工艺生产过程中，铸锭上部被结晶前沿和铸锭敞露液面所包围的液体金属区域称之为液穴（即凝固前沿）。铸锭液穴的形状决定着铸锭断面金属结晶速度的变化，而液穴的深度则直接反映了铸锭制备过程中的凝固时间和凝固速度，因此，准确测定和调整铸造过程凝固前沿形貌和位置是反应和控制铸锭质量的重要指标和手段。
常用的测量凝固前沿形貌和位置的方法为点插法，即在铸造过程中采用细丝或探棒自金属液面垂直插入熔体内部，直至触碰至固相为止，然后抽出，通过测量不同位置插入丝或探棒的长度来测算铸造过程凝固前沿位置。此方法虽简便易行，但测量精确度受操作人员经验和探棒垂直度影响，误差较大，不能准确反映凝固前沿位置变化。若铸造条件或工艺改变，则误差值更大。为弥补插丝法测量带来的误差，热电偶法应运而生。该方法是在铸造过程中，向铸锭内部不同位置在线埋入金属热电偶，热电偶随铸锭一起凝固，依靠不同位置热电偶的温度变化来反映铸造过程凝固前沿形貌和位置。该方法测量液穴数值准确，能够定量反映其形貌和位置变化。但采用金属热电偶法操作复杂，测量完成后铸锭只能报废处理，成本较高。在测量高强度7×××和2×××硬铝合金铸锭时，因埋入热电偶增加了铸锭内部应力集中点，可能导致铸锭开裂甚至迸裂现象发生，应用领域受到一定的限制。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种铝合金的铸造过程中凝固前沿的形貌和位置的测试方法，以解决现有技术中测量凝固前沿的形貌和位置的方法存在误差大、成本高的问题。
为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种铝合金的铸造过程中凝固前沿的形貌和位置的测定方法，该测定方法包括：将晶粒细化剂进行预热处理，得到预热后晶粒细化剂；在铸造过程的A时刻，将预热后晶粒细化剂与流过流槽的铝合金熔体混合并连续注入铸造模具中进行凝固成型，得到铝合金铸锭；其中，A时刻对应的铸造模具中铝合金铸锭距离铸造模具底部的最大高度记为H，H高度处铸造模具的横截面的中心点记为O中心点；经过O中心点并沿铸造方向将铝合金铸锭的一部分依次进行纵剖、抛光、腐蚀后，即可显现铸造过程的A时刻凝固前沿的形貌和位置，被纵剖的部分铝合金铸锭距离铸造模具底部的最大高度记为L，沿垂直于铸造方向的铸造模具的截面直径记为φ，被纵剖的部分铝合金铸锭的长度为H'=L-H，H'为0.1φ~2φ。
进一步地，上述预热后晶粒细化剂的质量与铸造模具的截面直径φ满足以下关系：预热后晶粒细化剂的质量=10-3×（0.5~2.5）ρπvcast（tB-tA）φ2，其中，ρ表示铝合金熔体的密度，tA表示A时刻的时间，A时刻的后一时刻为B时刻，B时刻的时间表示为tB，vcast表示铸造模具中的铸造速度。
进一步地，上述预热后晶粒细化剂与流过流槽的铝合金熔体的质量比为2~10:1kg/t。
进一步地，上述铸造过程中，铸造速度为定值之后的铸造过程为稳定阶段，在稳定阶段的不同时刻分别加入预热后晶粒细化剂，测试稳定阶段不同时刻的凝固前沿的形貌和位置，其中，被纵剖的部分铝合金铸锭的厚度H'为1φ~2φ，和/或稳定阶段的凝固前沿的深度为0.5φ~1.5φ。
进一步地，上述铸造过程中，铸造速度为定值之前的铸造过程为初始阶段，在初始阶段的不同时刻分别加入预热后晶粒细化剂，测试初始阶段不同时刻的凝固前沿的形貌和位置，其中，被纵剖的部分铝合金铸锭的厚度为H'为0.1φ~1φ，和/或初始阶段的凝固前沿的深度为0~1φ。
进一步地，上述预热处理的温度为350~450℃。
进一步地，上述铝合金的型号为7050或2024。
进一步地，上述铝合金的铸造过程包括：将铝原料锭依次进行熔炼、精炼、除气、静置处理，得到铝合金熔体；将铝合金熔体进行半连续铸造，得到铝合金铸锭；半连续铸造过程包括依次进行的连续初始阶段和连续稳定阶段；铝合金熔体的温度为720~740℃，和/或连续初始阶段的铸造速度为30~60mm/min，在1~3min内铸造速度线性增加至100~125mm/min后，结束连续初始阶段，进入连续稳定阶段。
进一步地，采用冷却水对半连续铸造的过程进行冷却，冷却水的流量为4~6m3/h，冷却水的温度为20~28℃。
进一步地，上述晶粒细化剂为杆状晶粒细化剂，杆状晶粒细化剂选自Al-5Ti-B、Al-3Ti-B、Al-3Ti-0.15C中的任意一种或多种，和/或杆状晶粒细化剂的长度为10~20cm。
应用本发明的技术方案，与传统凝固前沿形貌和位置测量方法相比，本发明的测试方法主要是在铸造过程中通过过量添加晶粒细化剂的方式（在铝合金熔体中有本领域所需常规添加量的晶粒细化剂），利用晶粒细化剂的增强细化作用及细化效果的差异，将被纵剖的部分铝合金铸锭经过抛光、腐蚀后，利用晶粒尺寸的差异实现铸造过程凝固前沿形貌和位置的清晰显示。采用本发明的测试方法后可避免传统插入法测量凝固前沿的深度时带来的人为误差，本申请中凝固前沿的形貌和位置得以更直观显示，测量结果的准确程度得以明显提高，从而能够更精准反映铝合金熔体凝固过程中铝合金铸锭断面金属结晶速度、凝固前沿的凝固时间和凝固速度，从而依据测试结果调整铝合金熔体凝固过程中的凝固时间和凝固速度，进而有助于提高铝合金铸锭的质量。且以上测试方法操作方便，易于实现，极大地降低了成本。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1示出了根据本申请的实施例1提供的一种铝合金的铸造过程中凝固前沿的形貌和位置的测试流程示意图；
图2示出了根据本申请的实施例1提供的一种7050铝合金的铸造过程（连续稳定阶段）中凝固前沿的形貌和位置的示意图；
图3出了根据本申请的对比例2提供的一种采用热电偶法测试凝固前沿深度的示意图。
其中，以上附图包括以下附图标记：
1、铝合金熔体1；2、晶粒细化剂；3、铝合金铸锭；4、凝固前沿；5、流槽。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
如本申请背景技术所分析的，凝固前沿的形状决定着铝合金铸锭断面金属结晶速度的变化，而凝固前沿的深度则直接反映了凝固前沿铸锭制备过程中的凝固时间和凝固速度，因此，准确测定和调整铝合金铸造过程中凝固前沿的形貌和位置是反应和控制铝合金铸锭质量的重要指标和手段，然而，现有技术中测量凝固前沿的形貌和位置的方法存在误差大、成本高的问题，为了解决以上问题，本申请提供了一种铝合金的铸造过程中凝固前沿的形貌和位置的测试方法。
在本申请的一种典型的实施方式中，提供了一种铝合金的铸造过程中凝固前沿的形貌和位置的测定方法，该测定方法包括：将晶粒细化剂进行预热处理，得到预热后晶粒细化剂；在铸造过程的A时刻，将预热后晶粒细化剂与流过流槽的铝合金熔体混合并连续注入铸造模具中进行凝固成型，得到铝合金铸锭；其中，A时刻对应的铸造模具中铝合金铸锭距离铸造模具底部的最大高度记为H，H高度处铸造模具的横截面的中心点记为O中心点；经过O中心点并沿铸造方向将铝合金铸锭的一部分依次进行纵剖、抛光、腐蚀后，即可显现铸造过程的A时刻凝固前沿的形貌和位置，被纵剖的部分铝合金铸锭距离铸造模具底部的最大高度记为L，沿垂直于铸造方向的铸造模具的截面直径记为φ，被纵剖的部分铝合金铸锭的长度为H'=L-H，H'为0.1φ~2φ。
与传统凝固前沿形貌和位置测量方法相比，本发明的测试方法主要是在铸造过程中通过过量添加晶粒细化剂的方式（在铝合金熔体中有本领域所需常规添加量的晶粒细化剂），利用晶粒细化剂的增强细化作用及细化效果的差异，将被纵剖的部分铝合金铸锭经过抛光、腐蚀后，利用晶粒尺寸的差异实现铸造过程凝固前沿形貌和位置的清晰显示。采用本发明的测试方法后可避免传统插入法测量凝固前沿的深度时带来的人为误差，本申请中凝固前沿的形貌和位置得以更直观显示，测量结果的准确程度得以明显提高，从而能够更精准反映铝合金熔体凝固过程中铝合金铸锭断面金属结晶速度、凝固前沿的凝固时间和凝固速度，从而依据测试结果调整铝合金熔体凝固过程中的凝固时间和凝固速度，进而有助于提高铝合金铸锭的质量。且以上测试方法操作方便，易于实现，极大地降低了成本。
此外，加入的预热后晶粒细化剂能够迅速熔化，并与被测铝合金铸锭一并在铸造模具内凝固成型。具体的，晶粒细化剂从流槽5末端加入并与流槽5内流动的铝合金熔体混合，并随铝合金熔体一起进入铸造模具内凝固。通过碱液或酸液腐蚀铝合金铸锭中心纵剖面后进行观察，其中的碱液为20%~30%NaOH溶液，其中的酸液为10%~20%HNO3溶液。
在本申请的一种实施例中，上述预热后晶粒细化剂的质量与铸造模具的截面直径φ满足以下关系：预热后晶粒细化剂的质量=10-3×（0.5~2.5）ρπvcast（tB-tA）φ2，其中，ρ表示铝合金熔体的密度，tA表示A时刻的时间，A时刻的后一时刻为B时刻，B时刻的时间表示为tB，vcast表示铸造模具中的铸造速度。
晶粒细化剂加入量与被测铝合金铸锭的大小规格有关，铝合金铸锭的规格越大，铝合金熔体在流槽5内的流速越快，晶粒细化剂的加入量就越多。优选的以上预热后晶粒细化剂的质量与铸造模具的截面直径φ满足以下关系，更有助于发挥晶粒细化剂对不同大小规格的铝合金铸锭的增强细化差异，从而实现对不同大小规格的铝合金铸锭的凝固前沿形貌和位置的测试。
在本申请的一种实施例中，上述预热后晶粒细化剂与流过流槽的铝合金熔体的质量比为2~10:1kg/t。
根据以上比例并随着铝合金熔体的流动添加晶粒细化剂，更有利于发挥晶粒细化剂细化差异的均匀性和稳定性，从而提高凝固前沿形貌和位置本身的清晰度。
依照测量目的不同，可在铸造过程的不同阶段连续注入晶粒细化剂，从而能够反映铸造过程的不同阶段凝固前沿的形貌和位置的变化，具体如下：
在本申请的一种实施例中，上述铸造过程中，铸造速度为定值之后的铸造过程为稳定阶段，在稳定阶段的不同时刻分别加入预热后晶粒细化剂，测试稳定阶段不同时刻的凝固前沿的形貌和位置，其中，被纵剖的部分铝合金铸锭的厚度H'为1φ~2φ，和/或稳定阶段的凝固前沿的深度为0.5φ~1.5φ。
控制被纵剖的部分铝合金铸锭的厚度在以上范围内，从而有助于更完整的反映稳定阶段中不同时刻凝固前沿的形貌和位置的变化，优选稳定阶段的凝固前沿的深度在以上范围内，准确地反映了铸造过程中施加在线退火的开始位置，以获得铸造过程成型及疏松控制的平衡。
在本申请的一种实施例中，上述铸造过程中，铸造速度为定值之前的铸造过程为初始阶段，在初始阶段的不同时刻分别加入预热后晶粒细化剂，测试初始阶段不同时刻的凝固前沿的形貌和位置，其中，被纵剖的部分铝合金铸锭的厚度为H'为0.1φ~1φ，和/或初始阶段的凝固前沿的深度为0~1φ。
控制被纵剖的部分铝合金铸锭的厚度在以上范围内，从而有助于更完整的反映初始阶段中不同时刻凝固前沿的形貌和位置的变化，优选初始阶段的凝固前沿的深度在以上范围内，准确地反映了铸造过程中施加在线退火的开始位置，以获得铸造过程成型及疏松控制的平衡。
在本申请的一种实施例中，上述预热处理的温度为350~450℃。
对晶粒细化剂进行预热处理能够确保晶粒细化剂在流槽5的末端加入时迅速熔化，通过电阻炉将晶粒细化剂预热至以上温度后保温，从而更有助于提高以上测试方法的准确性和高效性。
在本申请的一种实施例中，上述铝合金的型号为7050或2024中的任意一种。
优选的以上型号的铝合金更适合通过本申请的以上测试方法得到铸造过程中不同时刻凝固前沿的形貌和位置。
在本申请的一种实施例中，上述铝合金的铸造过程包括：将铝原料锭依次进行熔炼、精炼、除气、静置处理，得到铝合金熔体；将铝合金熔体进行半连续铸造，得到铝合金铸锭；半连续铸造过程包括依次进行的连续初始阶段和连续稳定阶段；铝合金熔体的温度为720~740℃，和/或连续初始阶段的铸造速度为30~60mm/min，在1~3min内铸造速度线性增加至100~125mm/min后，结束连续初始阶段，进入连续稳定阶段。
控制铝合金的铸造过程为半连续铸造，并控制铸造速度在以上范围内，更有助于匹配本申请的以上测试方法，从而简单、便捷的得到半连续铸造过程中不同时刻凝固前沿的形貌和位置，当然，本领域技术人员也可以根据实际情况调控以上具体条件，在此不再赘述。
在本申请的一种实施例中，采用冷却水对半连续铸造的过程进行冷却，冷却水的流量为4~6m3/h，冷却水的温度为20~28℃。
控制冷却水的流量和温度在以上范围内，使本申请铝合金熔体的凝固速度更匹配本申请的以上测试方法，从而有利于进一步地提高本申请的以上测试方法的准确性。
在本申请的一种实施例中，上述晶粒细化剂为杆状晶粒细化剂，杆状晶粒细化剂选自Al-5Ti-B、Al-3Ti-B、Al-3Ti-0.15C中的任意一种或多种，和/或杆状晶粒细化剂的长度为10~20cm。
优选的以上晶粒细化剂具有优良的细化效果，且在被加入流槽5后能够更快速的熔化。
以下将结合实施例，进一步说明本申请的有益效果。
实施例1
参考图1所示的铝合金的铸造过程中凝固前沿的形貌和位置的测试流程示意图进行测试：
本发明的测试量方法主要包括以下5个阶段：
1）晶粒细化剂2的选择和预热：本实施例待测铸锭为7050合金圆铸锭铸造过程，选择Al-5Ti-B作为晶粒细化剂，放入电阻炉内预热能够通过增强晶粒细化效果显示铸造过程凝固前沿的形貌和位置。晶粒细化剂的预热：在铸造开始前，为确保晶粒细化剂加入流槽末端熔体后能迅速熔化，利用电阻炉将多根长度为10~20cm的杆状晶粒细化剂Al-5Ti-B，放入电阻炉内并预热至450℃后保温。
2）熔炼及熔体处理：将工业纯铝锭及其合金铸锭放入700℃的感应炉内熔炼，合金熔化后转入保温静置炉内，并对铝合金熔体1进行炉内精炼、除气和其他处理，静置10~20分钟，待熔体温度降至720℃时进行半连续铸造。
3）杆状晶粒细化剂加入：在本实施例中，待检测铸造过程凝固前沿形貌和位置的铸锭为φ154mm的7050圆铸锭，该铸锭半连续铸造工艺为：
在半连续铸造开始前，设定冷却水流量变化范围为6m3/h，铸造机的初始铸造速度为60mm/min，铸造过程开始后速度线性增加至100mm/min，铸锭长度为1000mm时进入连续稳定阶段，将预热好的晶粒细化剂加入流槽5末端熔体内，其中，预热后晶粒细化剂的质量=10-3×0.5ρπvcast（tB-tA）φ2，即预热后晶粒细化剂的质量为5 kg，此时纪录结晶器内铝合金铸锭距离结晶器底部的最大距离为1900mm，预热好的晶粒细化剂随流槽5内铝合金熔体一起进入结晶器内。
4）凝固前沿形貌和位置显示：
铸造结束后，取铝合金铸锭3的900~1100mm段后沿中心线纵剖，经抛光、30%NaOH溶液进行腐蚀后的凝固前沿4形貌和位置如附图2所示，经测量凝固前沿深度约为78mm。
实施例2
与实施例1的区别在于，铸造模具的截面直径φ为50mm，铸造速度vcast为100mm/min，预热后晶粒细化剂的质量=10-3×2.5ρπvcast（tB-tA）φ2，即预热后晶粒细化剂的质量为2.6 kg，铸造结束后，取铝合金铸锭3的950~1050mm段后沿中心线纵剖，经抛光、30%NaOH溶液进行腐蚀后的凝固前沿4形貌和位置的测量，经测量凝固前沿深度约为25mm。
实施例3
与实施例1的区别在于，铸造模具的截面直径φ为200mm，铸造速度vcast为100mm/min，预热后晶粒细化剂的质量=10-3×2.5ρπvcast（tB-tA）φ2，即预热后晶粒细化剂的质量为8 kg，铸造结束后，取铝合金铸锭3的850~1150mm段后沿中心线纵剖，经抛光、30%NaOH溶液进行腐蚀后的凝固前沿4形貌和位置的测量，经测量凝固前沿深度约为100mm。
实施例4
与实施例1的区别在于，预热后晶粒细化剂与流过流槽的铝合金熔体的质量比为2:1kg/t，铸造结束后，取铝合金铸锭3的900~1100mm段后沿中心线纵剖，经抛光、30%NaOH溶液进行腐蚀后的凝固前沿4形貌和位置的测量，经测量凝固前沿深度约为78mm。
实施例5
与实施例1的区别在于，预热后晶粒细化剂与流过流槽的铝合金熔体的质量比为10:1kg/t，铸造结束后，取铝合金铸锭3的900~1100mm段后沿中心线纵剖，经抛光、30%NaOH溶液进行腐蚀后的凝固前沿4形貌和位置的测量，经测量凝固前沿深度约为78mm。
实施例6
与实施例1的区别在于，预热后晶粒细化剂与流过流槽的铝合金熔体的质量比为1:1kg/t，铸造结束后，取铝合金铸锭3的900~1100mm段后沿中心线纵剖，经抛光、30%NaOH溶液进行腐蚀后的凝固前沿4形貌和位置的测量，经测量凝固前沿深度约为78mm。
实施例7
1）晶粒细化剂2的选择和预热：本实施例待测铸锭为7050合金圆铸锭铸造过程，选择Al-5Ti-B作为晶粒细化剂，放入电阻炉内预热能够通过增强晶粒细化效果显示铸造过程凝固前沿的形貌和位置。晶粒细化剂的预热：在铸造开始前，为确保晶粒细化剂加入流槽末端熔体后能迅速熔化，利用电阻炉将多根长度为10~20cm的杆状晶粒细化剂Al-5Ti-B，放入电阻炉内并预热至450℃后保温。
2）熔炼及熔体处理：将工业纯铝锭及其合金铸锭放入700℃的感应炉内熔炼，合金熔化后转入保温静置炉内，并对铝合金熔体1进行炉内精炼、除气和其他处理，静置10~20分钟，待熔体温度降至720℃时进行半连续铸造。
3）杆状晶粒细化剂加入：在本实施例中，待检测铸造过程凝固前沿形貌和位置的铸锭为φ154mm的7050圆铸锭，该铸锭半连续铸造工艺为：
在半连续铸造开始前，设定冷却水流量变化范围为6m3/h，铸造机的初始铸造速度为60mm/min，1min后，在进入稳定阶段之前将预热好的晶粒细化剂加入流槽5末端熔体内，其中，预热后晶粒细化剂的质量=10-3×0.7ρπvcast（tB-tA）φ2，即细化剂的质量为3kg，此时纪录结晶器内铝合金铸锭距离结晶器底部的最大距离为500mm，预热好的晶粒细化剂随流槽5内铝合金熔体一起进入结晶器内。
4）凝固前沿形貌和位置显示：
铸造结束后，取铝合金铸锭3的0~150mm段后沿中心线纵剖，经抛光、30%NaOH溶液进行腐蚀后的凝固前沿4形貌和位置的测量，经测量凝固前沿深度约为20mm。
对比例1
常用的测量凝固前沿形貌和位置的方法为点插法，即在铸造过程中采用细丝或探棒自金属液面垂直插入熔体内部，直至触碰至固相为止，然后抽出，通过测量不同位置插入丝或探棒的长度来测算铸造过程凝固前沿位置。表1中给出了采用点插法5次测得的凝固前沿深度值。
表1
对比例2
为弥补插丝法测量带来的误差，热电偶法应运而生。该方法是在铸造过程中，向铸锭内部不同位置在线埋入金属热电偶，热电偶随铸锭一起凝固，依靠不同位置热电偶的温度变化来反映铸造过程凝固前沿形貌和位置。该方法测量液穴数值准确，能够定量反映其形貌和位置变化。如图3中给出的采用热电偶法测得的凝固前沿的深度为77mm，其中TL为液相线温度，TS为固相线温度。
需要说明的是，对比例2测试凝固前沿的深度的方法准确性高，但采用金属热电偶法操作复杂，测量完成后铸锭只能报废处理，且因埋入热电偶增加了铸锭内部应力集中点，可能导致铸锭开裂甚至迸裂现象发生，应用领域受到一定的限制。
实施例6中预热后晶粒细化剂由于加入的量相对较低，使得凝固前沿显示的没有实施例1、5、6清晰。
从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：
与传统凝固前沿形貌和位置测量方法相比，本发明的测试方法主要是在铸造过程中通过过量添加晶粒细化剂的方式（在铝合金熔体中有本领域所需常规添加量的晶粒细化剂），利用晶粒细化剂的增强细化作用及细化效果的差异，将被纵剖的部分铝合金铸锭经过抛光、腐蚀后，利用晶粒尺寸的差异实现铸造过程凝固前沿形貌和位置的清晰显示。采用本发明的测试方法后可避免传统插入法测量凝固前沿的深度时带来的人为误差，本申请中凝固前沿的形貌和位置得以更直观显示，测量结果的准确程度得以明显提高，从而能够更精准反映铝合金熔体凝固过程中铝合金铸锭断面金属结晶速度、凝固前沿的凝固时间和凝固速度，从而依据测试结果调整铝合金熔体凝固过程中的凝固时间和凝固速度，进而有助于提高铝合金铸锭的质量。且以上测试方法操作方便，易于实现，极大地降低了成本。
以上仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种铝合金的铸造过程中凝固前沿的形貌和位置的测定方法，其特征在于，所述测定方法包括：
将晶粒细化剂进行预热处理，得到预热后晶粒细化剂；
在所述铸造过程的A时刻，将所述预热后晶粒细化剂与流过流槽的铝合金熔体混合并连续注入铸造模具中进行凝固成型，得到铝合金铸锭；
其中，所述A时刻对应的所述铸造模具中所述铝合金铸锭距离所述铸造模具底部的最大高度记为H，H高度处所述铸造模具的横截面的中心点记为O中心点；
经过所述O中心点并沿铸造方向将所述铝合金铸锭的一部分依次进行纵剖、抛光、腐蚀后，即可显现所述铸造过程的所述A时刻凝固前沿的形貌和位置，被纵剖的部分所述铝合金铸锭距离所述铸造模具底部的最大高度记为L，沿垂直于铸造方向的所述铸造模具的截面直径记为φ，被纵剖的部分所述铝合金铸锭的长度为H'=L-H，H'为0.1φ~2φ。
2.根据权利要求1所述的测定方法，其特征在于，所述预热后晶粒细化剂的质量与所述铸造模具的所述截面直径φ满足以下关系：所述预热后晶粒细化剂的质量=10-3×（0.5~2.5）ρπvcast（tB-tA）φ2，其中，ρ表示所述铝合金熔体的密度，tA表示所述A时刻的时间，所述A时刻的后一时刻为B时刻，所述B时刻的时间表示为tB，vcast表示所述铸造模具中的铸造速度。
3.根据权利要求1或2所述的测定方法，其特征在于，所述预热后晶粒细化剂与流过流槽的所述铝合金熔体的质量比为2~10:1kg/t。
4.根据权利要求1或2所述的测定方法，其特征在于，所述铸造过程中，铸造速度为定值之后的铸造过程为稳定阶段，在所述稳定阶段的不同时刻分别加入所述预热后晶粒细化剂，测试所述稳定阶段不同时刻的凝固前沿的形貌和位置，其中，被纵剖的部分所述铝合金铸锭的厚度H'为1φ~2φ，和/或所述稳定阶段的凝固前沿的深度为0.5φ~1.5φ。
5.根据权利要求1或2所述的测定方法，其特征在于，所述铸造过程中，铸造速度为定值之前的铸造过程为初始阶段，在所述初始阶段的不同时刻分别加入所述预热后晶粒细化剂，测试所述初始阶段不同时刻的凝固前沿的形貌和位置，其中，被纵剖的部分所述铝合金铸锭的厚度为H'为0.1φ~1φ，和/或所述初始阶段的凝固前沿的深度为0~1φ。
6.根据权利要求1或2所述的测定方法，其特征在于，所述预热处理的温度为350~450℃。
7.根据权利要求1或2所述的测定方法，其特征在于，所述铝合金的型号为7050或2024。
8.根据权利要求1或2所述的测定方法，其特征在于，所述铝合金的铸造过程包括：
将铝原料锭依次进行熔炼、精炼、除气、静置处理，得到铝合金熔体；
将所述铝合金熔体进行半连续铸造，得到所述铝合金铸锭；
所述半连续铸造过程包括依次进行的连续初始阶段和连续稳定阶段；
铝合金熔体的温度为720~740℃，和/或所述连续初始阶段的铸造速度为30~60mm/min，在1~3min内所述铸造速度线性增加至100~125mm/min后，结束所述连续初始阶段，进入所述连续稳定阶段。
9.根据权利要求8所述的测定方法，其特征在于，采用冷却水对所述半连续铸造的过程进行冷却，所述冷却水的流量为4~6m3/h，所述冷却水的温度为20~28℃。
10.根据权利要求1或2所述的测定方法，其特征在于，所述晶粒细化剂为杆状晶粒细化剂，所述杆状晶粒细化剂选自Al-5Ti-B、Al-3Ti-B、Al-3Ti-0.15C中的任意一种或多种，和/或所述杆状晶粒细化剂的长度为10~20cm。
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